HSP探测设备

1、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。

2、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。

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。