随掘地震在乌海矿区断层超前预测中的应用研究

为解决乌海矿区智能化建设面临的透明地质保障问题,选择利民煤矿I030902工作面运输巷开展随掘地震探测工程,依托已有工业环网构建井地随掘地震实时数据传输网络和监测预报系统,在掘进机正常作业的同时,将巷道内采集的随掘地震数据实时传输至地面监控中心,经过数据筛选、脉冲化和偏移成像等步骤实现巷道掘进前方断层的随掘随探,共跟踪掘进长度1 268 m,为期54 d,预报6处断层,准确率75%,最大平面摆动误差6 m,验证效果较好。结果表明:随掘地震探测系统能够在巷道掘进的同时实现巷道前方断层的超前预报和跟踪探测,对多条断层具有良好的成像效果,可准确预测断层位置并及时反馈,保障了巷道掘进作业的安全高效开展。

随掘地震实时超前探测系统的试验研究

煤矿智能化建设要求采用智能化地质探测技术在巷道掘进过程中实时完成掘进前方区域的探测和预报。基于在线式矿井地震监测分站构建的随掘地震实时探测系统能够在巷道掘进的同时,采集以掘进机震动为震源的随掘地震数据,通过光纤网络实时传输至地面服务器的数据库内。随掘地震数据处理软件从数据库中获取当前随掘数据,经过筛选、提取虚拟炮集和偏移成像等步骤对掘进前方和侧前方一定区域进行反射槽波成像。为验证系统性能和探测结果的有效性,在正开展掘进作业的山西榆树坡煤矿5106回风巷内安装随掘地震实时探测系统,对该巷道开展为期数个月的随掘跟踪探测试验,探测系统实时采集随掘地震数据并成像,随着掘进长度的增加,每日的探测结果不断显示5106工作面内存在一条隐伏断层,后期的反射槽波探测和钻探工作验证了该断层的存在。试验结果表明,随掘地震实时探测系统能够在掘进过程中不断利用掘进机激发的地震信号对巷道前方和侧前方区域成像,从而在不影响掘进施工的条件下,实现了巷道侧前方地质异常体的连续跟踪探测和实时监测,达到了智能掘进系统对地质探测能力的要求。