CN213957645U - 一种基于综掘机动力的小构造超前探测*** - Google Patents
一种基于综掘机动力的小构造超前探测*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN213957645U CN213957645U CN202120063486.9U CN202120063486U CN213957645U CN 213957645 U CN213957645 U CN 213957645U CN 202120063486 U CN202120063486 U CN 202120063486U CN 213957645 U CN213957645 U CN 213957645U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- detection system
- fully
- machine
- advanced detection
- structure advanced
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
本实用新型提供了一种基于综掘机动力的小构造超前探测***，包括固定于巷道两帮和综掘机上的三个探测单元和连接三个探测单元的主机，每个探测单元包括多个信号接收器和连接多个信号接收器的无线基站，所述主机分别与每个无线基站通信连接，所述信号接收器能够获取震动波的加速度。本实用新型的优点在于：基于左右两帮的探测单元产生偏移孔径，有助于进行掘进前方的速度分析及后续的偏移叠加，能够有效的对掘进位置前方的小构造进行定位分析，工不需要停机作业，连续跟踪探查前方的小构造异常，避免使用***产生震源导致的次生事故，通过综掘机的前移，能够实现对掘进前方的小构造进行精细叠加定位。
Description
技术领域
本实用新型涉及煤矿巷道物探技术领域，尤其涉及一种基于综掘机动力的小构造超前探测***。
背景技术
常规煤田三维地震勘探及矿井物探探测精度有限，往往会漏探一些小构造，如小断层、陷落柱等等，煤矿掘进过程中的小构造异常严重影响煤矿的安全生产，且配合钻探的精细探测成本高，效果较差。目前常规的地震勘探精度往往跟观测***的布置相关，常规地震矿井物探方法精度在5-10m，对于5m以下的小构造响应较差，且不具备超前预测预报能力。
目前反射波地震法超前探主要通过钻孔***产生震动，收集震动回波进行分析实现超前探测，然而该方法存在以下问题，(1)***作为震源，在煤矿井下存在安全隐患，尤其是瓦斯突出矿井，钻孔有可能形成瓦斯、突水泄漏的通道，引发此生事故；(2)钻孔放炮方法效率较低，在保证安全的情况下放炮激发地震波进行数据采集，影响矿方掘进施工效率；(3)***震动的探测精度在5m及以上，难以对小构造异常精确定位，且传统方法一次超前探可探测最大距离不超过150m，探测距离越深，其精度易受影响，无法完全做到与巷道掘进进度一致的连续跟踪超前探。
公开号为CN106772557A的发明专利申请公开了一种利用随掘信号探测煤矿掘进巷道各方向地质构造的方法，通过在巷道内布置检波器收集震波，通过掘进机或采煤机工作时的震动作为震源，对矿井进行超前探测，但是该方法依然无法满足对小构造探测的精度要求。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种探测精度更高以满足小构造探测要求的随掘探测***。
本实用新型是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种基于综掘机动力的小构造超前探测***，包括固定于巷道两帮和综掘机上的三个探测单元和连接三个探测单元的主机，每个探测单元包括多个信号接收器和连接多个信号接收器的无线基站，所述主机分别与每个无线基站通信连接，所述信号接收器能够获取震动波的加速度。
本实用新型基于巷道两帮和掘进机三个位置的传感器联合观测回波震源位置，基于左右两帮的探测单元产生偏移孔径，有助于进行掘进前方的速度分析及后续的偏移叠加，能够有效的对掘进位置前方的小构造进行定位分析，工作中随着掘进深度的增加，连续跟踪探查前方的小构造异常，不需要停机作业，不影响掘进工作，使用掘进机工作本身产生的震动作为震源，避免使用***产生震源导致的次生事故，通过综掘机的前移，能够对多个位置探测结果联合分析，将定位位置叠加识别，实现对掘进前方的小构造进行精细叠加定位，还能够进行侧帮及迎头联合散射偏移叠加成像，对迎头附近的围岩松动情况进行检测。
优选的，巷帮上的探测单元的信号接收器沿掘进方向排列固定于巷帮上。
优选的，所述综掘机上的信号接收器与综掘机耦合固定。
优选的，所述信号接收器包括加速度传感器和封装加速度传感器的壳体，所述壳体与加速度传感器之间填充有耦合介质。
优选的，所述壳体上设置有螺纹孔，所述螺纹孔螺接固定有尾椎或底座，所述尾椎能够***固定在巷帮上，所述底座能够固定连接在综掘机上。
优选的，所述尾椎为均匀的锥形结构。
优选的，所述底座与综掘机直接接触耦合固定。
优选的，所述加速度传感器具有三个互相垂直的灵敏度方向。
本实用新型提供的基于综掘机动力的小构造超前探测***的优点在于：基于巷道两帮和掘进机三个位置的传感器联合观测回波震源位置，基于左右两帮的探测单元产生偏移孔径，有助于进行掘进前方的速度分析及后续的偏移叠加，能够有效的对掘进位置前方的小构造进行定位分析，工作中随着掘进深度的增加，连续跟踪探查前方的小构造异常，不需要停机作业，不影响掘进工作，形成目标地质异常的时空域叠加，无漏探，确保掘进巷道前方小构造的精准异常探查；使用掘进机工作本身产生的震动作为震源，避免使用***产生震源导致的次生事故，通过综掘机的前移，能够对多个位置探测结果联合分析，将定位位置叠加识别，实现对掘进前方的小构造进行精细叠加定位，还能够进行侧帮及迎头联合散射偏移叠加成像，对迎头附近的围岩松动情况进行检测。通过在壳体内使用耦合介质包裹加速度传感器，以及通过尾椎或底座与巷帮或综掘机固定，降低震波传递过程中的损失，提高定位精度；加速度传感器灵敏度高，频带范围广，提高地震数据的信噪比，探测精度高。
附图说明
图1为本实用新型的实施例提供的基于综掘机动力的小构造超前探测***的示意图；
图2为本实用新型的实施例提供的基于综掘机动力的小构造超前探测***的信号接收器的示意图；
图3-图7为使用本实施例提供的基于综掘机动力的小构造超前探测***获取的地震波数据。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，本实施例提供了一种基于综掘机动力的小构造超前探测***，包括固定于巷道两帮和综掘机上的三个探测单元1，以及连接三个探测单元1的主机2，每个探测单元1包括多个信号接收器3和连接多个信号接收器3的无线基站4，所述主机2分别与每个无线基站4通信连接，所述信号接收器3能够获取振动波的加速度。
本实施例提供的探测***能够基于巷道两帮和掘进机三个位置的传感器联合观测回波震源位置，基于左右两帮的探测单元1产生偏移孔径，有助于进行掘进前方的速度分析及后续的偏移叠加，能够有效的对掘进位置前方的小构造进行定位分析，工作中随着掘进深度的增加，连续跟踪探查前方的小构造异常，不需要停机作业，不影响掘进工作，使用掘进机工作本身产生的震动作为震源，避免使用***产生震源导致的次生事故，通过综掘机的前移，能够对多个位置探测结果联合分析，将定位位置叠加识别，实现对掘进前方的小构造进行精细叠加定位，还能够进行侧帮及迎头联合散射偏移叠加成像，对迎头附近的围岩松动情况进行检测。
本实施例提供的探测***的工作过程如下：
S1：按要求在巷道和综掘机上布置信号接收器3，将属于同一个探测单元1的信号接收器3连接到同一个无线基站4，无线基站4通过无线通信技术将数据传输给主机2形成探测***；
S2：主机2与无线基站4对时，保证各无线基站4同时采集地震数据；
S3：有效地震信号提取，根据综掘机操作过程中主要指令动作及切割煤体的振动及波场信号特征，识别综掘机动力源下的有效弹性波场特征，根据去噪相关叠加等智能算法，在大量伪随机信号中提取与合成有效的地震前方反射波信号，完成综掘机震源到主动***震源的转换；
S4：地震数据预处理，具体包括地震数据剔除坏道、零漂校正、数字滤波，去除坏道、噪声及公频信号干扰，提高数据信噪比；
S5：获得巷道前方反射波信息，根据反射时距曲线的负视速度特征采用了线性Radon变换技术进行上下行波分离，从而提取反射波信息；
在数据处理过程中的上下行波分离并保留下行波(负视速度)处理本质上就是压制来自测线垂向上的信息而保留来自水平方向上的反射信息；
S6：深度偏移处理及界面提取，在给定速度模型的条件下将来自前方介质的反射能量偏移归位至空间点上，形成掘进前方地质异常的界面位置提取图，划分掘进前方的小构造。
以上方法涉及的具体数据处理方法均可使用现有技术或对现有技术简单修改即可。
实验中能够获得图3-图7所示的数据，对地震信号数据进行处理分析，能够实现巷道的超前探测预警分析。
具体的，巷道两帮上的探测单元1的信号接收器3沿掘进方向排列固定于巷帮上，综掘机上的信号接收器3与综掘机耦合固定，从而有效的获取综掘机传递过来的震动信号，本实施例中信号接收器3耦合固定于综掘机外壁或支架上。结合图2，所述信号接收器3包括加速度传感器31和封装加速度传感器31的壳体32，壳体32具有一定的重量，以提高耦合效果，提高信号信噪比；所述壳体32与加速度传感器31之间填充有耦合介质33，所述耦合介质33为硬质刚性介质。壳体32上设置有螺纹孔(图未示)，所述螺纹孔上螺接固定有尾椎34或底座35，所述尾椎34为均匀的锥形结构，能够敲击***巷帮中固定，所述底座35能够通过螺栓、焊接、磁吸等方式直接接触固定在综掘机上，所述加速度传感器具有三个互相垂直的灵敏度方向，从而对反射波位置进行精准的定位。
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种基于综掘机动力的小构造超前探测***，其特征在于：包括固定于巷道两帮和综掘机上的三个探测单元和连接三个探测单元的主机，每个探测单元包括多个信号接收器和连接多个信号接收器的无线基站，所述主机分别与每个无线基站通信连接，所述信号接收器能够获取震动波的加速度。
2.根据权利要求1所述的一种基于综掘机动力的小构造超前探测***，其特征在于：巷帮上的探测单元的信号接收器沿掘进方向排列固定于巷帮上。
3.根据权利要求1所述的一种基于综掘机动力的小构造超前探测***，其特征在于：所述综掘机上的信号接收器与综掘机耦合固定。
4.根据权利要求1所述的一种基于综掘机动力的小构造超前探测***，其特征在于：所述信号接收器包括加速度传感器和封装加速度传感器的壳体，所述壳体与加速度传感器之间填充有耦合介质。
5.根据权利要求4所述的一种基于综掘机动力的小构造超前探测***，其特征在于：所述壳体上设置有螺纹孔，所述螺纹孔螺接固定有尾椎或底座，所述尾椎能够***固定在巷帮上，所述底座能够固定连接在综掘机上。
6.根据权利要求5所述的一种基于综掘机动力的小构造超前探测***，其特征在于：所述尾椎为均匀的锥形结构。
7.根据权利要求5所述的一种基于综掘机动力的小构造超前探测***，其特征在于：所述底座与综掘机直接接触耦合固定。
8.根据权利要求4所述的一种基于综掘机动力的小构造超前探测***，其特征在于：所述加速度传感器具有三个互相垂直的灵敏度方向。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202120063486.9U CN213957645U (zh) | 2021-01-11 | 2021-01-11 | 一种基于综掘机动力的小构造超前探测*** |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202120063486.9U CN213957645U (zh) | 2021-01-11 | 2021-01-11 | 一种基于综掘机动力的小构造超前探测*** |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN213957645U true CN213957645U (zh) | 2021-08-13 |
Family
ID=77197817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202120063486.9U Active CN213957645U (zh) | 2021-01-11 | 2021-01-11 | 一种基于综掘机动力的小构造超前探测*** |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN213957645U (zh) |
-
2021
- 2021-01-11 CN CN202120063486.9U patent/CN213957645U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108798690B (zh) | 实现地质探测的组合式tbm及地质探测掘进方法 | |
| CN109613616B (zh) | 一种浅层岩溶隧道地质综合立体探测方法 | |
| CN102788991B (zh) | 基于z分量的透射槽波高密度快速探测方法 | |
| CN102426384B (zh) | 一种探测地下采空区和岩溶分布的方法 | |
| KR101547508B1 (ko) | 전방 지질 예측 시스템 및 그 방법 | |
| JP5501818B2 (ja) | トンネル切羽前方探査装置 | |
| CN104111479A (zh) | 一种煤矿井下随掘槽波地震超前探测方法 | |
| CN102681004A (zh) | 以掘进机为震源的巷道随掘地震超前探测装置及方法 | |
| CN106094043A (zh) | 瞬变电磁法地孔探测方法与装置 | |
| CN112415589B (zh) | 一种隧洞tbm破岩震源超前地质探测成像方法与*** | |
| CN109765606B (zh) | 一种基于反射槽波的回采工作面隐蔽断层性质的探测方法 | |
| CN106772557A (zh) | 利用随掘信号探测煤矿掘进巷道各方向地质构造的方法 | |
| CN107085235A (zh) | 一种应用于掘进机的地震超前探测***及方法 | |
| CN102788995A (zh) | 以切割震动为地震信号的煤矿工作面探测方法 | |
| CN105353410A (zh) | 一种煤矿井下二分量槽波地震勘探方法 | |
| CN112558178B (zh) | 一种盾构机综合地质预报方法 | |
| CN104880729A (zh) | 一种基于连续跟踪槽波信号的煤巷超前探测异常构造方法 | |
| CN113267806B (zh) | Tbm刀盘破岩噪声源的多波采集***及超前探测方法 | |
| CN104199110A (zh) | 一种煤矿井下支护过程中的槽波地震立体超前探测方法 | |
| CN213957645U (zh) | 一种基于综掘机动力的小构造超前探测*** | |
| CN111158050B (zh) | 数据采集***、方法及隧道地震波超前预报方法 | |
| CN111722288B (zh) | 基于海洋噪声的海-隧联合地震探测方法与*** | |
| CN211786147U (zh) | 一种隧道地震波超前地质探测*** | |
| CN113447978A (zh) | 一种掘进炮震源的隧道快速地震反射超前探测方法 | |
| CN112130206A (zh) | 一种井下巷道全空间地震探测***及探测方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |