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HSP超前探测技术在煤矿TBM掘进巷道中的应用研究
1
作者
张盛
陈召
+5 位作者
卢松
杨战标
冀畔俊
贺飞
鲁义强
刘佳伟
《煤田地质与勘探》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期107-117,共11页
随着全断面掘进机TBM(Tunnel Boring Machine)逐渐应用于煤矿岩巷掘进,对不良地质构造进行超前准确快速预测的需求日益迫切。通过对主动源地震波超前探测方法的特点和TBM破岩震源超前探测技术的适用性进行分析,结合煤矿巷道地质和生产条...
随着全断面掘进机TBM(Tunnel Boring Machine)逐渐应用于煤矿岩巷掘进,对不良地质构造进行超前准确快速预测的需求日益迫切。通过对主动源地震波超前探测方法的特点和TBM破岩震源超前探测技术的适用性进行分析,结合煤矿巷道地质和生产条件,提出了适用于煤矿巷道TBM掘进的HSP超前探测方法。以河南平顶山首山一矿TBM掘进底板瓦斯治理巷道为工程背景,选用防爆硬件一体化设计的探测仪器在煤矿巷道中进行应用。构建了空间型观测方式对煤矿巷道近水平煤线进行探测,优化了双护盾TBM掘进巷道狭小空间检波器阵列式布置参数;基于时频分析、互相关干涉处理、反射与散射联合反演等方法处理原始信号并进行探测结果成像。研究表明:采用空间型观测方式可实现与巷道小角度斜交煤线的识别,设计震源与首检波器间距离为15 m时最优。通过时频分析提取有效信号,利用互相关干涉法获取虚拟震源道和反射特征曲线,并结合反射与散射联合反演成像得到探测区域地层反射能量分布图,能够较准确地推测得到围岩存在的不良地质构造。通过比较现场开挖揭露情况与探测结果发现两者吻合度较高,表明HSP超前探测方法可实现掘进工作面前方100 m范围内超前无损地质预测,有助于提高煤矿岩巷TBM掘进速度。
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关键词
煤矿
岩
巷
超前探测
水平声波探测法(HSP)
TBM
破
岩
震源
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职称材料
隧道凿岩台车破岩震源三臂混合先导信号盲源分离方法与工程应用
被引量：
3
2
作者
石少帅
曹天宇
+4 位作者
许新骥
田四明
郭伟东
孙昊政
李咸森
《应用基础与工程科学学报》
EI
CSCD
北大核心
2021年第5期1124-1139,共16页
针对凿岩台车三臂破岩震动信号相互混叠、彼此干扰的实际问题,提出一种基于集合经验模态分解(EEMD)、奇异值分解(SVD)和鲁棒独立成分分析(RobustICA)的隧道凿岩台车破岩震源三臂混合先导信号盲源分离方法.通过仿真模拟,采用EEMD-SVD联...
针对凿岩台车三臂破岩震动信号相互混叠、彼此干扰的实际问题,提出一种基于集合经验模态分解(EEMD)、奇异值分解(SVD)和鲁棒独立成分分析(RobustICA)的隧道凿岩台车破岩震源三臂混合先导信号盲源分离方法.通过仿真模拟,采用EEMD-SVD联合降噪方法对含噪混合先导信号进行分解、去噪与重构,实现强噪声影响下凿岩台车混合先导信号的提取,有效解决了信噪频谱混叠问题.经过降噪预处理,RobustICA对于凿岩台车混合先导信号的分离效果得到了有效提升.依托实际工程对该方法进行评价,结果表明,采用本文提出的盲源分离方法,地震记录中直达波与反射波同相轴较为清晰,预报结果与实际开挖情况大体吻合,初步验证了该方法的可行性与有效性.
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关键词
凿
岩
台车
破
岩
震源
混合先导信号
盲源分离
集合经验模态分解
奇异值分解
鲁棒独立成分分析
超前地质预报
原文传递
双模式TBM施工海底隧道HSP法地质预报案例分析
被引量：
1
3
作者
刘金刚
卢松
李春林
《现代隧道技术》
CSCD
北大核心
2021年第S01期575-580,共6页
由于TBM施工工艺特点与其独特的空间结构,限制了部分传统地质预报方法的应用。文章结合TBM的施工环境,分析了TBM施工隧道地质预报的重难点,介绍了适用于TBM施工的HSP法地质预报技术及其原理和探测方案,该技术以TBM刀盘滚刀剪切岩(土)时...
由于TBM施工工艺特点与其独特的空间结构,限制了部分传统地质预报方法的应用。文章结合TBM的施工环境,分析了TBM施工隧道地质预报的重难点,介绍了适用于TBM施工的HSP法地质预报技术及其原理和探测方案,该技术以TBM刀盘滚刀剪切岩(土)时产生的振动信号作为激发震源,通过数字信号预处理、相关干涉与虚源提取、聚焦成像等,探测TBM掌子面前方的不良地质分布情况。以青岛地铁8号线大洋站一青岛北站区间TBM平行导洞为例,HSP法探测成果与揭露情况一致性较好,有效地指导了双模式TBM模式转换节点,为工程施工安全与高效组织提供了保障。应用结果表明,HSP法是适用于双模式TBM隧道施工地质预报的高效方法之一。
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关键词
双模式TBM
地质预报
HSP法
海底隧道
破
岩
震源
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职称材料
题名
HSP超前探测技术在煤矿TBM掘进巷道中的应用研究
1
作者
张盛
陈召
卢松
杨战标
冀畔俊
贺飞
鲁义强
刘佳伟
机构
河南理工大学能源科学与工程学院
煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心
中铁西南科学研究院有限公司
平顶山天安煤业股份有限公司煤炭开采利用研究院
河南平宝煤业有限公司
中铁工程装备集团有限公司
出处
《煤田地质与勘探》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期107-117,共11页
基金
国家自然科学基金项目(52374086,52174074)。
文摘
随着全断面掘进机TBM(Tunnel Boring Machine)逐渐应用于煤矿岩巷掘进,对不良地质构造进行超前准确快速预测的需求日益迫切。通过对主动源地震波超前探测方法的特点和TBM破岩震源超前探测技术的适用性进行分析,结合煤矿巷道地质和生产条件,提出了适用于煤矿巷道TBM掘进的HSP超前探测方法。以河南平顶山首山一矿TBM掘进底板瓦斯治理巷道为工程背景,选用防爆硬件一体化设计的探测仪器在煤矿巷道中进行应用。构建了空间型观测方式对煤矿巷道近水平煤线进行探测,优化了双护盾TBM掘进巷道狭小空间检波器阵列式布置参数;基于时频分析、互相关干涉处理、反射与散射联合反演等方法处理原始信号并进行探测结果成像。研究表明:采用空间型观测方式可实现与巷道小角度斜交煤线的识别,设计震源与首检波器间距离为15 m时最优。通过时频分析提取有效信号,利用互相关干涉法获取虚拟震源道和反射特征曲线,并结合反射与散射联合反演成像得到探测区域地层反射能量分布图,能够较准确地推测得到围岩存在的不良地质构造。通过比较现场开挖揭露情况与探测结果发现两者吻合度较高,表明HSP超前探测方法可实现掘进工作面前方100 m范围内超前无损地质预测,有助于提高煤矿岩巷TBM掘进速度。
关键词
煤矿
岩
巷
超前探测
水平声波探测法(HSP)
TBM
破
岩
震源
Keywords
coal mine roadway
advance detection
horizontal seismic profiling method(HSP)
Tunnel Boring Machine(TBM)
rock-breaking seismic source
分类号
TD175 [矿业工程—矿山地质测量]
TD263
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职称材料
题名
隧道凿岩台车破岩震源三臂混合先导信号盲源分离方法与工程应用
被引量：
3
2
作者
石少帅
曹天宇
许新骥
田四明
郭伟东
孙昊政
李咸森
机构
山东大学齐鲁交通学院
山东大学岩土与结构工程研究中心
中国铁路经济规划研究院有限公司
出处
《应用基础与工程科学学报》
EI
CSCD
北大核心
2021年第5期1124-1139,共16页
基金
国家自然科学基金项目(51979154)
山东省重点研发计划项目(2019GSF111018)
中国博士后科学基金资助项目(2019M660937)。
文摘
针对凿岩台车三臂破岩震动信号相互混叠、彼此干扰的实际问题,提出一种基于集合经验模态分解(EEMD)、奇异值分解(SVD)和鲁棒独立成分分析(RobustICA)的隧道凿岩台车破岩震源三臂混合先导信号盲源分离方法.通过仿真模拟,采用EEMD-SVD联合降噪方法对含噪混合先导信号进行分解、去噪与重构,实现强噪声影响下凿岩台车混合先导信号的提取,有效解决了信噪频谱混叠问题.经过降噪预处理,RobustICA对于凿岩台车混合先导信号的分离效果得到了有效提升.依托实际工程对该方法进行评价,结果表明,采用本文提出的盲源分离方法,地震记录中直达波与反射波同相轴较为清晰,预报结果与实际开挖情况大体吻合,初步验证了该方法的可行性与有效性.
关键词
凿
岩
台车
破
岩
震源
混合先导信号
盲源分离
集合经验模态分解
奇异值分解
鲁棒独立成分分析
超前地质预报
Keywords
rock drilling rig
rock breaking seismic source
mixed pilot signals
blind source separation
ensemble empirical mode decomposition
singular value decomposition
robust independent component analysis
advanced geological prediction
分类号
U452.11 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
原文传递
题名
双模式TBM施工海底隧道HSP法地质预报案例分析
被引量：
1
3
作者
刘金刚
卢松
李春林
机构
中铁科学研究院有限公司
中铁西南科学研究院有限公司
出处
《现代隧道技术》
CSCD
北大核心
2021年第S01期575-580,共6页
文摘
由于TBM施工工艺特点与其独特的空间结构,限制了部分传统地质预报方法的应用。文章结合TBM的施工环境,分析了TBM施工隧道地质预报的重难点,介绍了适用于TBM施工的HSP法地质预报技术及其原理和探测方案,该技术以TBM刀盘滚刀剪切岩(土)时产生的振动信号作为激发震源,通过数字信号预处理、相关干涉与虚源提取、聚焦成像等,探测TBM掌子面前方的不良地质分布情况。以青岛地铁8号线大洋站一青岛北站区间TBM平行导洞为例,HSP法探测成果与揭露情况一致性较好,有效地指导了双模式TBM模式转换节点,为工程施工安全与高效组织提供了保障。应用结果表明,HSP法是适用于双模式TBM隧道施工地质预报的高效方法之一。
关键词
双模式TBM
地质预报
HSP法
海底隧道
破
岩
震源
Keywords
Double Model TBM
Geological prediction
HSP method
Subsea Tunnel
Rock Breaking Source
分类号
U452.11 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
U459.5 [交通运输工程—道路与铁道工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
HSP超前探测技术在煤矿TBM掘进巷道中的应用研究
张盛
陈召
卢松
杨战标
冀畔俊
贺飞
鲁义强
刘佳伟
《煤田地质与勘探》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
2
隧道凿岩台车破岩震源三臂混合先导信号盲源分离方法与工程应用
石少帅
曹天宇
许新骥
田四明
郭伟东
孙昊政
李咸森
《应用基础与工程科学学报》
EI
CSCD
北大核心
2021
3
原文传递
3
双模式TBM施工海底隧道HSP法地质预报案例分析
刘金刚
卢松
李春林
《现代隧道技术》
CSCD
北大核心
2021
1
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职称材料
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