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Sistema de detección avanzada durante la excavación
El
tecnología de detección avanzada
Durante la excavación, se utiliza el algoritmo nacional avanzado de imágenes de apilamiento de ondas dispersas. En cuanto al procesamiento de datos, esta tecnología extrae señales de ondas dispersas, además del procesamiento convencional de correlación cruzada de cada canal receptor y el canal fuente. Además, aprovecha la duración infinita de las señales continuas y, basándose en leyes estadísticas y la repetibilidad de las señales efectivas, la relación señal-ruido de los datos sísmicos originales y la precisión de los resultados de inversión se mejoran considerablemente gracias al principio de apilamiento múltiple. La tecnología de imágenes de apilamiento offset por escaneo de difracción de dominio profundo se utiliza para obtener imágenes tridimensionales de detección avanzada durante la excavación, como se muestra en la figura.
Vista tridimensional de la predicción geológica durante la excavación.
PARTE 01
Limitaciones de los métodos tradicionales de exploración geofísica
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Detección de perforaciones
:intuitivo, pero baja eficiencia de construcción, alto costo, pertenece a la detección de un solo punto y todas las actividades de producción deben detenerse durante la detección.
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Detección eléctrica
:detección avanzada basada en la resistividad aparente del estrato, pero afectada por corrientes parásitas y equipos operativos (máquinas tuneladoras), la distancia de detección efectiva es limitada y todas las actividades de producción deben detenerse durante la detección.
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Detección sísmica
:utilizar explosivos como fuentes sísmicas para obtener información sobre la ubicación de anomalías geológicas en túneles de minas, pero se deben detener todas las actividades de producción y no es adecuado para minas con alto contenido de gas (túneles de vetas de carbón que sobresalen).
PARTE 02
Ventajas de la tecnología de detección avanzada durante la excavación
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Realizar la detección de cuerpos geológicos desfavorables dentro de los 150 metros frente al túnel, incluyendo anomalías geológicas como fallas, columnas de colapso y zonas de desarrollo de fisuras.
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No es necesario detener la producción para la detección. Las señales de ondas sísmicas generadas al cortar el macizo rocoso con equipos de tunelización, como las excavadoras integrales, se utilizan como señales de excitación fuente para la detección avanzada durante la excavación. Mediante la instalación de un conjunto de sensores y el registro de las formas de onda sísmicas durante la excavación en tiempo real, la tecnología de imágenes de apilamiento offset de escaneo de difracción de dominio profundo se utiliza para obtener imágenes tridimensionales de la detección avanzada durante la excavación.
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Los datos de detección se pueden cargar al servidor terrestre en tiempo real, analizarse automáticamente para formar un informe y se puede realizar un procesamiento de apilamiento múltiple dinámico para mejorar la precisión de detección.
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El sistema de detección avanzada durante la excavación se puede conectar con el sistema de soporte geológico para proporcionar datos en tiempo real para el modelado geológico, cumpliendo con los requisitos de minas inteligentes y construcción geológica transparente.
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Basándose en la redundancia de la información frontal proporcionada por la señal de adquisición continua de 24 horas, se realiza una detección de alta precisión en tiempo real y una predicción geológica dinámica del cuerpo geológico desfavorable frente al túnel, proporcionando una base geológica para la construcción segura de la excavación del túnel, minimizando verdaderamente la intensidad laboral de la exploración geofísica en el sitio, la exploración y predicción avanzadas en tiempo real, realizando una exploración inteligente avanzada, reduciendo la mano de obra y mejorando la eficiencia, y garantizando la seguridad de la excavación.
PARTE 03
Casos de proyectos
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Descripción general del proyecto
Para garantizar la seguridad de la excavación del frente de trabajo 150502 de una mina de carbón, se implementó la tecnología de detección de avance de excavación durante la excavación de la galería de banda 150502 en el área minera 1505. Este método presenta un contenido y requisitos técnicos diferentes a los de la exploración avanzada convencional de estructuras de excavación. Con base en la teoría de interferencias pertinente, se realiza un análisis de inversión para calcular con precisión la posición espacial de la estructura geológica y lograr una predicción avanzada.
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Resultados de la detección
El punto EJ3 se superpone de 69,4 a 73,4 m hacia el interior (en la dirección de la excavación) para formar una zona de alta energía desplazada. Tras la excavación del túnel, se expone una falla (272°∠50°H=1,3 m) de 63,5 a 67,6 m frente al punto de medición EJ3.
150502 Diagrama esquemático de detección del ciclo de excavación
150502 Mapa de resultados de detección de rostros de excavación
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Descripción general del proyecto
:Se construyó un sistema de detección avanzada de túneles en el túnel de la máquina del frente de trabajo 110911 para realizar análisis de inversión, monitoreo en tiempo real y predicción avanzada de la ubicación del desarrollo de la estructura geológica.
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Resultados de la detección
La posición de inversión del cuerpo anormal se encuentra a 105 m frente al punto de medición JM28, y la ubicación real es de 103 m frente a JM28, con un error de 2 m. A partir de los resultados de la inversión de datos, se considera preliminarmente que este lugar es una zona de desarrollo de fractura. La ubicación real es que los dos lados del techo dentro del rango de detección están relativamente rotos, y existe una zona de desarrollo de fractura. El motivo del análisis es que la aproximación frontal a la posición del 8.º túnel de carbón, el colapso interno del 8.º túnel y el movimiento y estiramiento de la roca afectan el frente del túnel de la máquina del frente de trabajo 9.º de carbón 110911, lo que resulta en la aparición de anomalías.
Los resultados de los tres análisis de inversión de posiciones anormales se combinan con el plan del túnel.
Tres datos geológicos del mundo real de ubicaciones anormales combinados con el diagrama transversal de los resultados de detección
Análisis de inversión de detección Mapa de inversión 3D