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cughr@cug.edu.cn
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アドレス
武漢市魯磨路388号中国地質大学（武漢）
武漢地大華叡地学技術有限公司
概要
炭鉱坑道は安全生産のための喉の重要な道であり、長さが長く、施工場所が多く、安全事故が多発するなどの特徴がある。坑道掘削の過程で、坑道の前方には陥没柱、富水帯、ガス富集区などの安全事故を引き起こす可能性のある不良地質体がある。坑道事故はすでに炭鉱の安全生産の最も主要な脅威の一つとなり、炭鉱の安全生産に深刻な危害を及ぼしている。そのため、掘削ヘッドの前方の地質及び流体分布の異常状況を早期に明らかにし、早期に合理的な計画と的確な管理を行うことができ、動力災害の発生を効果的に減少させることができ、ひいては回避することができる。
製品詳細
1、製品紹介
炭鉱坑道は安全生産のための喉の重要な道であり、長さが長く、施工場所が多く、安全事故が多発するなどの特徴がある。坑道掘削の過程で、坑道の前方には陥没柱、富水帯、ガス富集区などの安全事故を引き起こす可能性のある不良地質体がある。坑道事故はすでに炭鉱の安全生産の最も主要な脅威の一つとなり、炭鉱の安全生産に深刻な危害を及ぼしている。そのため、掘削ヘッドの前方の地質及び流体分布の異常状況を早期に明らかにし、早期に合理的な計画と的確な管理を行うことができ、動力災害の発生を効果的に減少させることができ、ひいては回避することができる。
炭鉱坑道掘削先行探査システムのハードウェアは主にデータインテリジェント収集平板、収集ホスト、高精度地震検波器、接続ケーブルから構成される。
2、製品原理
炭鉱坑道の掘削に伴う先行探査技術はHSPが水平音波/地震波断面法（Horizontal Sonic/Seismic Profiling）の英語略語であり、この技術はホイヘンス・フレネル原理とフェルマ原理に従い、前提条件は媒体に差異のある波インピーダンス（密度*縦波速度）である。溶洞（空洞）、軟弱中間層、破砕地層、断層、節理密集帯、富水構造帯などの地質体と背景地層に明らかな波インピーダンスの違いが存在し、予報に理論的基礎を提供し、図（a）を参照。TBMまたは掘削機の施工に適した炭鉱坑道HSP法は、刀盤ホブ破岩による振動信号を探査震源として利用し、前方の不良地質体を空間イメージングし、予測予報を実現する。（この波場伝播速度、質点振動振幅などは媒体の組成成分、密度、構造特徴などと密接な関係がある）。空間アレイ式試験配置方法を用いて、包囲岩振動エコーを受信すると同時に、シールド本体の振動ノイズを同期的に接続し、シールドが完全に掘削された状態で、連続的に振動信号を受信するデータ量が十分に大きい後（通常、連続的にデータを受信する時間は9分以上）、図（b）は試験配置の模式図である。
1、断層、陥没柱、洗浄帯、採空区、珪石層分布、炭層厚さ、炭層地圧探査
2、含水、含ガス構造の安全厚さ検査。
3、下組の石炭の深さ、厚さの変化。
4、作業面内の隠蔽構造、炭層不連続地質体の探査。
5、火成岩侵入体探査
6、天板が崩壊したり、水を富化したりする採空区の水探査と隠蔽による災害要因調査は強力な技術的支持を提供する。
この炭鉱の坑道掘削に適しており、HSP法は掘削機の刃物盤ホブを用いて石炭層、岩（土）を切断する際に発生する振動信号を励起震源とする一種の弾性波探査方法であり、その特徴は以下の通りである：
1、現場テストは便利で、破裂やハンマー励起が必要ない。掘削機の刀盤ホブによる石炭破砕、岩振動を励起震源とし、試験の利便性は能動源地震波予報方法よりはるかに優れている、
2、検波点の配置は迎合性が強く、炭鉱坑道の輪郭と任意の位置を配置することができる。全空間アレイ式の布極を採用し、検波点は盾尾面の後の0～30メートル範囲の炭鉱坑道の輪郭のいずれかの位置に配置でき、検波点の相互間隔が1.5 mより大きく、座標位置を記録すればよい、
3、掘削機の停止が必要なく、工事に影響しない。掘削破岩振動を震源とし、掘削機の掘削中に探査を行い、停止する必要はない。
4、無測定前の準備作業、現場テスト時間が短い。この方法は現場検波器を10分程度配置し、試験時間は10〜15分で、試験時間は短い、
5、探知対象は長距離地震波法の探知要求を満たす。このHSP法は地震波反射法を用いて探査し、坑道の前方で安全事故を引き起こす可能性のある不良地質体、例えば陥没柱、富水帯、ガス濃縮区などを探査することができ、探査有効距離は100 m以上である。
平頂山のある鉱山は総合掘削機を用いて掘削作業を行い、炭層坑道は掘削に伴い先行探査システムの現場探査装置の配置を図1に示す。炭層作業面掘削路地の正面後方にTEM-HSP炭鉱路地の掘削に伴う先行探査システムを設置し、外部に8本の地震検波器を設置し、番号S 1-S 8、道間距離3 m、路地作業面炭層壁組に設置した。坑道の掘削過程で真正面後方10 m以内は安全性が悪く、10-20 m以内は石炭灰が大きいため。そのため、正面後方の第1の地震検波器S 1は現場環境に基づいて正面後方10-20 mの範囲内に配置され、正面20 mずつ前進するごとに、最後の地震検波器S 8は48 m前進し、最新の路地正面10-20 mまで移動し、全体の検出装置は路地正面前進に伴って交互に前進する。地震検波器取付ドリル深さ3 m、俯角穴3°を図2に示す。
