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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
下载PDF
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
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
下载PDF
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
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
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