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作者：党保全;郭立全;张延喜;任永乐;李圣林;
单位：淮河能源集团煤业分公司通防地质技术部;安徽理工大学地球与环境学院;淮河能源集团煤业分公司谢桥煤矿;福州华虹智能科技股份有限公司;
摘要：随掘地震超前探测技术可实现探掘平行，为巷道快速智能掘进场景下实时、精准地质保障提供了可能。随掘震源产生的是复杂、变频、连续信号，信号特征认知直接影响数据处理与成像精度，而目前针对岩巷全断面掘进机（TBM）随掘地震信号特征的认知仍不清晰，且暂时还没有针对性开展过信号处理与成像研究工作。针对上述问题，以谢桥煤矿瓦斯治理巷TBM随掘地震超前探测试验为例，分析了刀盘先导信号与岩壁接收信号的时间域、频率域及时频域特征：岩巷TBM随掘地震信号中不同振幅能量成分比例呈现金字塔形，但分布随机，不对称程度较高；机械运转信号能量较大，刀盘先导信号强度是岩壁接收信号的200倍左右；频率域变频特征明显；机械运转信号基础频率较低，刀盘先导信号频率成分主要集中在10～80 Hz与150～200 Hz，主频为36.99 Hz，岩壁接收信号频率成分主要集中在50～200 Hz，主频为137.97 Hz；刀盘先导信号较岩壁接收信号时频域能量团分布更为规则，多次震源激发现象明显，能量团之间的差异性特征表明了多次震源激发时振幅能量与持续时间的随机性。利用脉冲化算法与绕射叠加偏移成像方法对岩巷TBM随掘地震信号进行数据处理与成像试验，结果表明：(1)脉冲化等效单炮记录与利用常规震源得到的超前探测单炮记录特征一致性较强，同相轴清晰且连续性较好，可满足现场探测分析需要。(2)对探测范围内岩体情况的超前预报结果与实际揭露情况一致，说明岩巷TBM随掘地震超前探测可提供有效地质保障。
关键词：煤矿岩巷掘进;随掘地震超前探测;随掘地震信号;全断面硬岩掘进机;刀盘先导信号;岩壁接收信号;绕射叠加偏移成像
基金资助：安徽省高校自然科学研究项目（2023AH051186）; 安徽理工大学引进人才基金项目（2023yjrc21）
