掘进机随掘地震探测系统关键技术与实例分析

摘要

矿井巷道掘进工作面前方地质构造的精准探测是实现煤矿智能化开采与灾害防控的关键。然而，传统超前探测方法多依赖炸药震源，存在安全风险大、探测效率低且难以实现动态更新等问题。为此，设计了一种基于煤矿掘进机的随掘地震探测系统，并提出基于随掘地震的三维地质可视化建模方法。该方法以掘进机截割头为连续震源，利用布置在巷道的地震检波器阵列接收信号，结合空间插值与离散光滑插值算法，实现对断层、陷落柱等地质异常体的动态反演与透明化表达。实例分析表明，该系统获取的探测数据经互相关脉冲化处理后，其虚拟地震记录可清晰识别异常体反射波特征，模型对8类异常的平均探测偏差为2.1 m，偏差不大于2 m的异常占比62.5%。可见，基于掘进机的随掘地震探测系统及方法能有效实现巷道前方地质构造的超前探测，具有良好的识别精度与动态更新性能。研究成果为煤矿井下隐蔽致灾因素的精准探测提供了新的装备支撑与技术路径。

关键词

矿井巷道 / 掘进机 / 随掘地震 / 探测系统 / 地质建模