快掘工作面定向长钻孔孔中综合物探超前探测关键技术
李萍1
卫蓉2
范涛3
赵睿2
蒋必辞4
田小超4
1.煤炭科学研究总院,北京 100013;中煤科工西安研究院(集团)有限公司,陕西 西安 710077;煤矿灾害防控全国重点实验室水害防治分实验室,陕西 西安 710077;煤炭智能开采与岩层控制全国重点实验室,北京 1000132.煤炭科学研究总院,北京 100013;中煤科工西安研究院(集团)有限公司,陕西 西安 7100773.煤炭科学研究总院,北京 100013;中煤科工西安研究院(集团)有限公司,陕西 西安 710077;煤炭智能开采与岩层控制全国重点实验室,北京 100013;西安煤科透明地质科技有限公司,陕西 西安 7120004.中煤科工西安研究院(集团)有限公司,陕西 西安 710077
摘要：煤炭资源高效智能化开采的发展对地下隐蔽致灾因素的精准探查提出了更高的要求.如何快速精确探查掘进工作面前方煤岩界面、地质构造和含水异常体是快速掘进亟待解决的关键问题.针对施工空间小、电磁干扰大、异常距离远等问题,将钻探与物探相结合,提出了掘进前方孔中综合超前探测体系.围绕提高径向远探测距离、实现高精度异常成像的目标,利用钻孔瞬变电磁技术开发了基于波场反变换的拟声波介质的虚拟波动场全波形反演算法和三分量空间定位算法,实现了孔旁隐伏含水异常体反演立体成像;针对钻孔雷达探测,提出了波速精准测定、基于钻孔轨迹的煤岩界面及构造空间约束偏移成像等方法.为突破单一探测方法及装备无法全面解释预测掘进前方隐蔽致灾因素的局限性,研制了集成钻孔瞬变电磁、雷达和伽马 3种方法的多参数多分量孔中综合探测仪,分析了不同频率电磁波探测的相互影响,开发了具有多孔对比、多参数联动分析功能的多源数据解释平台,通过数据融合解译,提高解释精度和岩性分辨率,减少多解性,形成成套孔中超前探测判识系统.现场应用表明,钻孔综合物探超前探测技术适用于快速掘进,一趟钻可实现超千米钻孔径向 30 m的精准探查,大幅提高了巷道快速掘进超前探查效率和精度,为煤矿绿色高效开发提供强有力的地质支撑.
关键词：孔中综合物探超前探测快掘工作面钻孔瞬变电磁钻孔雷达
分类号：TD263.3(矿山设计与建设)P631(天文学、地球科学)
资助基金：国家重点研发计划(2022YFC3005601)国家自然科学基金(42374176)
论文发表日期：2025-12-31
在线出版日期：2026-01-16（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：18( 208-225 )
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