基于破岩噪声的掘进机超前探测适配性技术研究

摘要

为解决煤矿井下巷道掘进过程中传统地球物理探测方法受电磁干扰、需停机作业、探测精度与时效性不足而影响掘进安全与效率的问题，以高家梁煤矿为背景提出基于掘进机破岩噪声震源的地震波超前探测成像技术，为掘进机安全智能化作业提供技术支撑。通过调研与现场实测，从机械作业角度分析掘进机截割破岩机理，明确破岩噪声震源的时频域特征、周期规律及信号产生的机械关联特性；构建适配掘进机作业场景的震源函数与含不良地质体的地质地球物理模型，明确不良地质体响应特征；结合独立分析技术、完整集合经验模态分解（CEEMD）与小波变换建立有效信号识别方法，提取关键特征参数；基于卷积神经网络（CNN）训练成像模型，实现不良地质体精准成像。研究结果表明，该技术可有效剥离掘进机破岩噪声中的干扰信号，成像准确率达90%以上，能够实现掘进机掘进与超前探测的实时同步，提升掘进机作业安全性与智能化水平。

关键词

掘进机 / 超前探测 / 震动噪声 / 机械振动控制 / 成像技术