YHSPT-8矿用本安型地质超前探测仪

产品介绍

煤矿巷道是安全生产的咽喉要道，存在长度长、施工地点多、安全事故多发等特 点。在巷道掘进过程中，巷道前方可能造成安全事故的不良地质体，如陷落柱、富水带、 瓦斯富集区等。巷道事故已经成为煤矿安全生产最主要的威胁之一，严重危害着煤矿 的安全生产。因此提前查明掘进头前方的地质及流体分布异常情况，可以提前合理规 划和针对性治理，可有效减少乃至避免动力灾害的发生。 

 煤矿巷道随掘超前探测系统硬件主要包括数据智能采集平板、采集主机、高精度 地震检波器、连接电缆组成。

产品原理

煤矿巷道随掘超前探测技术使用了HSP 是水平声波/地震波剖面法（Horizontal Sonic/Seismic Profiling）的英文缩写，该技 术遵循惠更斯-菲涅尔原理和费马原理，前提条件是介质存在差异的波阻抗（密度*纵波速度）。利用溶洞（腔）、软弱夹层、破碎地层、 断层、节理密集带、富水构造带等地质体与背景地层存在明显的波阻抗差异，为预报提供了理论基础，见图（a）。 适于 TBM或者掘进机施工煤矿巷道 HSP 法是利用刀盘滚刀破岩产生的震动信号作为探测震源，对前方不良地质体进行空间 成像，实现预测预报。〔该波场传播速度、质点震动幅度等与介质的组成成分、密度、结构特征等存在密切的相关关系〕。 采用空间阵列式测试布置方法，在接收围岩震动回波的同时，同步接盾构机身震动噪声，盾构完全掘进状态下，连续接收震动 信号数据量足够大后（通常连续接收数据时长不少于 9 分钟），图 （b）为测试布置示意图。

实现数据快速处理、智能反演成像、异常拾取、成果解释等后台控制与成果展示，实现实时地质预报技术，指导TBM掘进，形成的反射成像切片图、反射异常识别图、推测不良地质体。

经过数据处理与反演后，可获取预报成果图谱，含图（a）掌子面前方反射能谱二维切片图、图（b）反射能谱三维图；也可接合多个里程点探测数据进行3/9联合反演获取掌子面前方地层纵波速度分布图，见图（c）。

综合探测获取的直接成果图谱、掌子面素描、地质先验信息等资料分析，最终给出预报结论，完成预报工作。

优势特点

该系统适于煤矿掘进巷道，HSP法是利用掘进机刀盘滚刀剪切煤层、岩（土）时产生的振动信号作为激发震源的一类弹性波 探测方法，其特点表现在：

1、现场测试便捷，无需破爆或锤激。以TBM刀盘滚刀破岩震动作为激发震源，测试的便捷性远胜于主动源地震波预报方法；

2、检波点布设迎合性强，可布置与巷道轮廓任何位置。采用全空间阵列式布极，检波点可布设于盾尾面后0～30米范围巷道轮廓的任一位置，保证检波点相互间距大于1.5m，记录好坐标位置即可；

3、无需掘进机/采煤机停机，不影响施工。采用掘进破岩震动作为震源，在掘进机掘进及采煤机采煤过程中进行探测，无需停机；

4、无测前准备工作，现场测试时间短。该方法现场检波器布设10分钟左右，测试时间在10～15分钟，测试时间短；

5、探测对象满足长距离地震波法探测要求。该HSP法采用的是地震波反射法探测，可用以探测岩溶、软弱夹层、破碎地层、断层、节理密集带、富水构造带、孤石、基岩起伏等存在波阻抗差异的不良地质（体），探测有效距离不少于100m。

维修保养

 1、定期维护，保持设备清洁。

 2、仪器如果长时间存放，要定期充电，每隔3个月做一次充放电。

 3、本机带定时关机功能，但是为特殊需要可设定为一直保持工作，所以，注意在一次使用完毕后确认仪器已关机，以节省电池电能。

 4、如果仪器出现故障，非专业人员不得擅自维修。

应用案例一：

平顶山某矿采用综掘机进行开挖作业，煤层巷道随掘超前探测系统现场探测装置布设如图1所示。在煤层工作面掘进巷迎头后方布设一套TEM-HSP煤矿巷道随掘超前探测系统，外接8支地震检波器，编号S1-S8，道间距3m，布设于巷道工作面煤层壁帮。由于巷道随掘过程中迎头后方10m之内安全性较差、10-20m之内煤灰较大。因此，迎头后方第一支地震检波器S1根据现场环境布设在迎头后方10-20m范围内，迎头每推进20m，最后一支地震检波器S8往前移动48m，距离最新巷道迎头10-20m，整个探测装置随着巷道迎头前进而交替前移。地震检波器安装钻孔深度3m，俯角孔3°，如图2所示。