邱 實，張平松，胡澤安，李圣林

（安徽理工大學 地球與環(huán)境學院，安徽 淮南 232001）

隨著煤礦開采向安全、高效和智能化發(fā)展，巷道掘進前方地質(zhì)情況嚴重制約了煤礦安全高效開采，因而對巷道前方地質(zhì)情況的探測提出更高的要求。煤礦巷道掘進前方遇到的地質(zhì)異常體包括：斷層破碎帶、隱伏構(gòu)造和陷落柱等[1-3]，這嚴重阻礙了煤礦的安全高效生產(chǎn)，而巷道超前探測技術(shù)是解決此類問題的重要手段，主要的超前探測技術(shù)包括反射地震波法、瞬變電磁法、直流電阻率法和地質(zhì)雷達法等[4-7]，受超前探測技術(shù)條件的限制，多利用單一的探測方法獲得對前方地質(zhì)條件的判斷認識，對于巷道前方的物探數(shù)據(jù)單獨反演或者使用2種及2種以上方法單獨反演進行相互驗證[8-11]，這是基本現(xiàn)狀，這也導致了在進行單一數(shù)據(jù)反演時存在多解性、異常范圍大等問題，針對這類問題，進行數(shù)據(jù)融合研究，可以有效解決反演多解性問題，提升對地質(zhì)條件判斷預報的準確率，然而使用煤礦巷道超前探測的不同物性數(shù)據(jù)（如電阻率和速度）進行多數(shù)據(jù)間融合的研究文獻較少。目前，地球物理多方法之間數(shù)據(jù)融合具有一定的條件，井下巷道超前探測數(shù)據(jù)采集裝置及數(shù)據(jù)質(zhì)量等具有不同差異性。為此，從數(shù)據(jù)融合原理及數(shù)據(jù)融合類型入手，結(jié)合煤礦現(xiàn)有的巷道超前探測方法技術(shù)，重點討論礦井巷道超前探測數(shù)據(jù)融合處理應用發(fā)展趨勢及存在的問題，為今后巷道超前探測多數(shù)據(jù)融合技術(shù)發(fā)展提供思路。

1 數(shù)據(jù)融合基本原理

數(shù)據(jù)融合是對2種或2種以上的地球物理數(shù)據(jù)，使用某種約束條件，進行數(shù)據(jù)反演，使之滿足統(tǒng)一的地質(zhì)模型[12-14]。目前數(shù)據(jù)融合主要可歸納為2大類：一種以交叉梯度約束為主；另一種為巖石物性約束。以交叉梯度約束為主，討論地球物理場多數(shù)據(jù)間的數(shù)據(jù)融合方法。

1.1 數(shù)據(jù)融合函數(shù)

1.1.1 交叉梯度函數(shù)

交叉梯度函數(shù)的理論基礎(chǔ)[15]：當參與反演的2種地球物理數(shù)據(jù)梯度變化方向平行或者相反，又或者只有1種數(shù)據(jù)梯度發(fā)生變化時，兩者間的交叉梯度值為0；相反，則兩者之間的交叉梯度值不為0。

在三維條件下，2個不同物性參數(shù)間的交叉梯度函數(shù)t（x，y，z）定義為：

式中：m1、m2為不同的地球物理物性參數(shù)，如地震波速（m/s）、電阻率（Ω·m）、密度（kg/m3）等；▽為梯度運算符；t為定義2個物性參數(shù)之間的交叉梯度值；i、j、k分別為沿x、y、z方向的單位向量；tx為t的x分量；ty為t的y分量；tz為t的z分量。

tx、ty、tz表達式為：

假設模型在二維條件下，沿y方向無變化，則模型其余2個方向，只存在y方向的交叉梯度分量：

1.1.2 數(shù)據(jù)融合目標函數(shù)的構(gòu)建

參考相關(guān)的地球物理數(shù)據(jù)融合的文獻[16-19]，在建立數(shù)據(jù)融合目標函數(shù)時也采用最小平方準則[20]，同時引入模型光滑項與交叉梯度約束項。

采用中心差分法，進行數(shù)據(jù)的離散化[21]，利用最優(yōu)化算法，求解最優(yōu)化值，最后輸出最優(yōu)值。

1.2 數(shù)據(jù)融合類型

1.2.1 地震與電法數(shù)據(jù)融合

2003年，Gallado和Meju首次提出利用交叉梯度函數(shù)約束速度與電阻率模型，并進行地震數(shù)據(jù)與電阻率數(shù)據(jù)之間的數(shù)據(jù)融合，最終得到的電阻率模型與速度模型具有顯著的結(jié)構(gòu)一致性[15，22-24]；薄鵬雷以交叉梯度作為約束條件，同時使用結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，進行模型網(wǎng)格劃分，實現(xiàn)波阻抗與電阻率的數(shù)據(jù)融合，驗證了算法的有效性[25]；Zhanjie Shi等將三維地震折射波與直流電阻率的數(shù)據(jù)融合應用杭州臨安古城考古遺址，數(shù)據(jù)融合模型與古城遺址考古發(fā)掘相一致，驗證了三維地震與直流電阻率法的可行性[26]；數(shù)值模擬與實際應用結(jié)果證明，地震與直流電法數(shù)據(jù)融合可以有效改善單一地震方法對低速體成像效果和單一電法方法對高阻成像。

1.2.2 地震與電磁數(shù)據(jù)融合

近年來，利用地震與電磁法數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)融合也取得不錯效果。Bennington等發(fā)展了基于歸一化交叉梯度約束的三維天然地震和二維大地電磁的數(shù)據(jù)融合算法，獲得結(jié)構(gòu)相似的地震縱波和電阻率圖像[27]；ismailDemiri等則在Gallardo和Meju參數(shù)修正量的第2項中加入新的正則化參數(shù)，以增強解的穩(wěn)定性，同時控制交叉梯度項在解中的貢獻，結(jié)果表明，即使在電阻率邊界和速度邊界不同的情況下，也會對2種方法的融合產(chǎn)生積極的影響[28]；齊嘉慧等實現(xiàn)基于交叉梯度耦合的大地電磁與地震的數(shù)據(jù)融合并應用于深部金屬礦模型，結(jié)果顯示，多物探數(shù)據(jù)融合可以減少反演結(jié)果的多解性[29]。數(shù)值融合結(jié)果證明，進行地震與電磁數(shù)據(jù)融合，可以消除圍巖帶來的假異常，提高對異常體邊界的恢復程度，改善反演結(jié)果。

1.2.3 地震與重力數(shù)據(jù)融合

交叉梯度約束、巖石物性約束是2種常見的數(shù)據(jù)融合約束條件。利用交叉梯度作為約束條件融合不同的地球物理數(shù)據(jù)，該方法對巖石物理關(guān)系要求不強，只需要參與數(shù)據(jù)融合的不同地球物理模型具有相似的結(jié)構(gòu)。陳曉紅將交叉梯度函數(shù)引入到重力和地震的同步反演中，并首次將信賴域算法加入到重力與地震的同步反演去，加速算法收斂，同時減少利用重力與地震資料反演密度界面時存在的多解性[30]。

在巖石物理關(guān)系明確時，使用巖石物性約束要比只進行模型結(jié)構(gòu)約束效果要好。趙楊在反演中，充分利用巖石物性約束，建立起地震與重力反演的框架，并應用于南北地震帶的地震與重力數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)融合，驗證算法可行性[31]。實際應用結(jié)果表明，在反演中有效利用速度和密度的關(guān)系，進行實測數(shù)據(jù)的擬合，得到的數(shù)據(jù)融合結(jié)果更優(yōu)。

1.2.4 地震與地震數(shù)據(jù)融合

隨著勘探精度的提高，不同類型地震波間的數(shù)據(jù)融合也在不斷發(fā)展。Ari Tryggvason基于交叉梯度約束實現(xiàn)縱波與橫波之間的數(shù)據(jù)融合，得到的vp/vs（vp為地震縱波；vs為地震橫波）比值偏差較小，并明顯改善其圖像效果[32]；傅磊和劉四新通過在數(shù)據(jù)融合目標函數(shù)中加入P波速度與S波速度的交叉梯度約束項，實現(xiàn)二者數(shù)據(jù)融合，結(jié)果表明二者的數(shù)據(jù)融合可以有效抑制S波反演中的偽異常[33]。數(shù)值模擬結(jié)果顯示，S波速度和P波速度的數(shù)據(jù)融合結(jié)果比單一反演結(jié)果更好。

1.2.5 重力與磁法數(shù)據(jù)融合

Zhou和Meng在重力和磁法數(shù)據(jù)的三維數(shù)據(jù)融合方面做了深入工作，在基于交叉梯度約束重磁數(shù)據(jù)融合的基礎(chǔ)上，又入了深度加權(quán)與物性范圍約束，實現(xiàn)多約束條件下重力與磁法的數(shù)據(jù)融合，驗證了改算法的可行性[34]；修春曉等開展了基于網(wǎng)格節(jié)點稀疏約束的重磁交叉梯度數(shù)據(jù)融合的研究，利用塊體剩余密度和剩余磁化率模型所轉(zhuǎn)化的節(jié)點剩余密度和磁化率模型的天然稀疏性特點進行稀疏反演，有效恢復異常體密度且異常體邊界清晰[35]。

綜上所述可以看出，相同和不同的物性數(shù)據(jù)都可以通過交叉梯度函數(shù)實現(xiàn)二者之間的數(shù)據(jù)融合，相較于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)融合方法，此方法的應用性更廣，同時也可得到更優(yōu)的反演結(jié)果。

2 煤礦巷道超前探測數(shù)據(jù)融合研究進展

2.1 巷道超前探測技術(shù)應用現(xiàn)狀

煤礦巷道前方地質(zhì)條件的探查與預報是安全生產(chǎn)的重要組織部分。綜合常用的地震波類、電磁類方法，主要解決前方地質(zhì)構(gòu)造等界面問題，以及前方異常區(qū)段富含水等安全問題，包括以下幾種：

1）反射地震波法。地震波在傳播時，遇到煤巖等波阻抗有差異的界面時會發(fā)生反射，地震檢波器接收反射回來的信號，形成地震記錄。運用地震波動力學和運動學原理，進行地震記錄的波形特征分析，進行相關(guān)巖石力學參數(shù)的計算與異常界面的提取，來推測不良地質(zhì)體的空間位置與范圍。劉盛東等在對地震波場處理時，提出一種反射波動態(tài)極化偏移技術(shù)，該技術(shù)能消除成像時的異常假象，提高分辨率[36]；劉彥杰開展了對長距離多斷層破碎帶巷道超前探測關(guān)鍵技術(shù)的研究，并將該技術(shù)應用于依蘭礦區(qū)，現(xiàn)場應用結(jié)果表明，該技術(shù)能探明待掘巷道的地質(zhì)構(gòu)造情況，為巷道過斷層帶的施工方案，提供依據(jù)[37]，近年來，也有學者開展了隨采反射地震勘探的試驗[38]，取得了一定的進步。實際應用中，由于井下的空間有限，進行偏移成像的偏移孔徑較小，存在無法對異常體方向進行探測的問題。

2）瞬變電磁法。通過在發(fā)送回線上供1個電流脈沖方波，產(chǎn)生1個向回線法線方向傳播的一次磁場。在一次磁場激勵下，探測的介質(zhì)將產(chǎn)生渦流;在一次場消失后，該渦流有1個過渡的衰減過程，該過程又產(chǎn)生1個衰減的二次磁場向掘進工作面?zhèn)鞑ィ山邮栈鼐€接收二次磁場，該二次磁場的變化將反映前方介質(zhì)的電性特征。程久龍等在瞬變電磁法數(shù)據(jù)處理中，引入雷達的合成孔徑方法，對巷道前方同一測點不同探測方位的瞬變電磁數(shù)據(jù)進行合成孔徑成像[39]；許顥礫等提出1種地面與井下雙源立體探測瞬變電磁方法，解決對局部異常體探測時的信噪比和探測深度較小的問題[40]。在實際探測中，由于巷道內(nèi)管道、支護錨網(wǎng)等金屬干擾存在，實際獲取的數(shù)據(jù)信噪比仍然較差；另一方面，瞬變電磁法對頂?shù)装屙憫€相似，無法對異常源進行準確定位。

3）直流電阻率法。在巷道掘進面后方布置電極，電極間距離相等，分別向巷道底板供電，形成點電源場。在均勻介質(zhì)中，根據(jù)球殼理論，通過測量電極M、N之間的電位差，進一步獲得電阻率分布情況。馬炳鎮(zhèn)等和占文鋒等模擬了礦井全空間電流場的分布情況[41-42]，石學峰研究巷道空腔存在條件下，對巷道迎頭電流場分布的影響[43]；韓德品等根據(jù)老窯不同積水程度下視電阻率的特征，利用統(tǒng)計學法，對掘進工作面結(jié)果進行預報[44]；實際探測時，由于電法體積效應的影響，也存在無法對異常體進行準確定位的問題。

4）探地雷達法。通過發(fā)射天線向地下發(fā)射頻帶寬、頻率高的電磁波，電磁波信號在傳播時，經(jīng)過電磁差異較大的區(qū)域會發(fā)生透射、反射和折射，攜帶地層信息的電磁波信號被接收天線接收。宋勁研究了不同的探測參數(shù)下雷達信號的處理方法，大大改善了雷達數(shù)字信號的處理技術(shù)與方法[45]；張開偉等和李東等開展礦井地質(zhì)雷達超前探測方法及應用的研究，并在某礦區(qū)實際應用中，準確預報了巷道前方地質(zhì)異常體的位置[46-47]。探地雷達具有分辨類高，操作方便等優(yōu)點，但探測距離較短。

2.2 煤礦超前探測多數(shù)據(jù)融合研究現(xiàn)狀分析

2.2.1 相同物性參數(shù)數(shù)據(jù)融合

對于相同物性參數(shù)：一方面，可以將二者看作一個整體，代入反演目標函數(shù)中求解。李飛將瞬變電磁正演算子與直流電法正演算子看作一個整體，構(gòu)成聯(lián)合正演算子，同時將兩者的觀測數(shù)據(jù)作為聯(lián)合觀測數(shù)據(jù)，以此構(gòu)建數(shù)據(jù)融合目標函數(shù)，采用非線性的粒子群優(yōu)化算法，通過多次迭代，求解數(shù)據(jù)融合目標函數(shù)的解。該融合算法形式簡單且對初始條件要求不高，具有收斂性強和穩(wěn)定性好的特點。理論模型試算與實際應用結(jié)果表明，數(shù)據(jù)融合對于等值現(xiàn)象具有一定的抑制作用[48]。另外，李飛等將瞬變電磁響應對數(shù)與直流電阻率比值作為數(shù)據(jù)融合參數(shù)，代入數(shù)據(jù)融合目標函數(shù)，采用最小二乘法進行求解，相比較于將二者直接看作一個整體代入反演方程，將兩者的比值作為整體代入反演方程，可以更好地解決單一反演時存在的等值現(xiàn)象與瞬變電磁對于高阻體反演時敏感性差的缺點[49]，簡單高阻模型瞬變電磁法和直流電法超前探測數(shù)據(jù)融合效果對比圖如圖1，圖1表明，瞬變電磁法和直流電法超前探測數(shù)據(jù)融合可很好改善瞬變電磁法反演存在的等值現(xiàn)象，同時克服瞬變電磁法反演時對高阻體敏感性低的問題，提高了對巷道前方地質(zhì)情況的反演精度。

圖1 瞬變電磁法反演、直流電法反演及瞬變電磁法和直流電法數(shù)據(jù)融合結(jié)果圖[48]Fig.1 Transient electromagnetic method inversion,direct current method inversion and transient electromagnetic method and direct current method data fusion result diagram[48]

另一方面，可以先以某一種方法得到的地球物理模型作為另一種反演方法的初始模型。李貅等以瞬變電磁法獲得的電性信息作為初始電性模型，利用有限元法計算核磁共振正演響應，并結(jié)合實測數(shù)據(jù)，采用最小二乘法進行三維核磁共振反演，以此實現(xiàn)二者的數(shù)據(jù)融合，該法降低了反演過程中核磁共振靈敏度矩陣的病態(tài)性及干擾信號的影響[50]；師素珍等在對煤層頂?shù)装鍘r性識別時，對于煤層與灰?guī)r的識別，采用常規(guī)波阻抗反演，利用其波阻抗值的高低進行劃分；對于砂泥巖混合體的識別，利用在波阻抗反演中建立起的聲波曲線的時深關(guān)系，加入高頻的自然伽馬曲線進行波阻抗反演，實現(xiàn)聲波曲線與自然伽馬曲線的數(shù)據(jù)融合，最終達到對煤層頂?shù)装遄R別。相比較直接高頻伽馬曲線信息和用小波分解提取的低頻成份的融合，數(shù)據(jù)融合在保留聲波曲線的時深關(guān)系的基礎(chǔ)上，直接用自然伽馬曲線值進行波阻抗反演。該方法的優(yōu)點是：一方面避免聲波曲線的低值或高值在與自然伽馬曲線高值或低值混合時發(fā)生相互抵消，造成巖性信息的缺失；另一方面最大程度的保留自然伽馬曲線對泥巖敏感性，使得數(shù)據(jù)融合的精度高于單一反演[51]。

這2種數(shù)據(jù)融合方式在一定程度上實現(xiàn)了數(shù)據(jù)融合，但是僅限于相同的物性數(shù)據(jù)，極大地限制了應用范圍，阻礙其推廣使用。

2.2.2 不同物性參數(shù)數(shù)據(jù)融合

不同物性參數(shù)間的數(shù)據(jù)多采用結(jié)構(gòu)約束或巖石物性約束的方式以實現(xiàn)二者間的數(shù)據(jù)融合。對于沒有明確巖石物性關(guān)系的2種物性參數(shù)間的數(shù)據(jù)融合，多以結(jié)構(gòu)約束為主。在獲取煤層幾何參數(shù)與巖石物理參數(shù)過程中，針對常規(guī)地震和地電方法記錄的數(shù)據(jù)在獨立反演時，因部分數(shù)據(jù)不準確，出現(xiàn)兩者的反演結(jié)果相差較大的問題，M DOBRóKA等提出了1個分層模型，通過層的厚度約束所有的數(shù)據(jù)，并在數(shù)據(jù)融合目標函數(shù)地求解過程中，采用加權(quán)阻尼最小二乘法求解地震和地電參數(shù)的線性化方程組；此外，為估計所導出的幾何物理層參數(shù)和巖石物理層參數(shù)的精度和可靠性，還計算了模型協(xié)方差矩陣和相關(guān)矩陣[52]。模型試算結(jié)果顯示，數(shù)據(jù)融合過程中，模型參數(shù)間的相關(guān)性明顯降低了，較單一反演，提高了參數(shù)估計的精度。

2.2.3 交叉梯度約束數(shù)據(jù)融合

相較于將相同物性參數(shù)看作整體或?qū)⒛骋环椒ǖ慕Y(jié)果代入另一種反演算法中，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)間的融合，基于交叉梯度約束的數(shù)據(jù)融合算法通過約束二者的物性梯度方向一致以使不同模型實現(xiàn)結(jié)構(gòu)相似性即兩者的交叉梯度值為0。李飛等在構(gòu)建數(shù)據(jù)融合目標函數(shù)時，通過留下交叉梯度項中的地震波阻抗模型參數(shù)，舍去地震正演項，以此形成單向傳遞交叉梯度的數(shù)據(jù)融合算法。此算法只在瞬變電磁反演過程中加入地震波阻抗模型，進行約束，而在地震反演過程中不使用電阻率模型進行約束。針對2種模型網(wǎng)格不匹配的問題，可以采用K-means算法消除波阻抗模型中存在的次要結(jié)構(gòu)變化問題，提高反演程序的穩(wěn)定[53]。此方法的優(yōu)點在于，可通過尋求涉及算法物理模型的共有結(jié)構(gòu)特征，建立物理模型參數(shù)間的約束關(guān)系。地震波阻抗反演和瞬變電磁法反演與二者數(shù)據(jù)融合的結(jié)果對比圖如圖2。由圖2可以看出，數(shù)據(jù)融合的結(jié)果能更好地重構(gòu)理論模型的形態(tài)與電性特征，且從數(shù)據(jù)擬合殘差圖中可以看出，該算法的穩(wěn)定性比單獨反演更好。

圖2 波阻抗反演、瞬變電磁法反演及波阻抗和瞬變電磁法數(shù)據(jù)融合結(jié)果圖[53]Fig.2 Wave impedance inversion,transient electromagnetic method inversion and wave impedance and transient electromagnetic method data fusion results[53]

基于交叉梯度約束的數(shù)據(jù)融合弱化以往對參與數(shù)據(jù)融合的數(shù)據(jù)物性要求，只要求參與數(shù)據(jù)融合的數(shù)據(jù)間有相似的結(jié)構(gòu)特征，更易實現(xiàn)相同或不同物性數(shù)據(jù)間的數(shù)據(jù)融合，達到真正的數(shù)據(jù)融合。

3 巷道超前多數(shù)據(jù)探測發(fā)展

隨著煤礦開采深度不斷加大，巷道開挖的難度也在不斷加大，巷道安全掘進對探測精度提出更高的要求。圍繞地球物理數(shù)據(jù)融合方法及數(shù)據(jù)融合類型、煤礦巷道超前探測技術(shù)發(fā)展，目前煤礦物探數(shù)據(jù)融合方式，通過分析煤礦現(xiàn)有探測技術(shù)的文獻，認為今后煤礦物探數(shù)據(jù)融合方法發(fā)展迫在眉睫。

1）向多維多方法數(shù)據(jù)融合發(fā)展。針對巷道前方地質(zhì)情況預報，現(xiàn)階段多采用單一方法處理所采數(shù)據(jù)，然后進行成果的相互驗證，并給出成果解釋，只是將不同數(shù)據(jù)體放在一起表達，并未實現(xiàn)真正的數(shù)據(jù)融合處理，同時對巷道有限的空間內(nèi)所采集的數(shù)據(jù)有限，而利用不同地球物理數(shù)據(jù)間的相互約束，進行多維多方法的數(shù)據(jù)融合可以使用更多物性數(shù)據(jù)從不同角度來分析地質(zhì)結(jié)構(gòu)，從而提高解釋精度。未來圍繞多維多方法數(shù)據(jù)融合，進一步探究超前探測多維多方法數(shù)據(jù)融合理論與成像算法。

2）向交叉梯度約束發(fā)展。地球物理數(shù)據(jù)間的數(shù)據(jù)融合主要通過交叉梯度約束與巖石物性約束實現(xiàn)。以巖石物性作為約束條件，要求2種不同的物性參數(shù)具有較強的巖性關(guān)系，如速度與密度，而以交叉梯度作為約束條件，只需要參與數(shù)據(jù)融合的2種物性模型，具有結(jié)構(gòu)上的相似性即兩者的交叉梯度值為0，交叉梯度約束在數(shù)據(jù)融合中具有精度高、穩(wěn)定性好和易實現(xiàn)的優(yōu)勢。目前礦井超前探測多數(shù)據(jù)融合的文獻較少，應該以交叉梯度約束為中心，開展相同物性和不同物性間的數(shù)據(jù)融合，進一步研究非線性數(shù)據(jù)融合，與此同時，加強非震類與非震類、地震類與非震類、地震類與地震類間的同步數(shù)據(jù)融合算法的研究。

3）向動態(tài)智能探測發(fā)展?，F(xiàn)階段，煤礦巷道超前探測技術(shù)多采用現(xiàn)場探測和地面處理與解釋的方式，一定程度上制約著巷道掘進速度且不能對巷道前方地質(zhì)情況進行實時預警。未來由單一、多方法現(xiàn)場探測向現(xiàn)場數(shù)據(jù)處理方向發(fā)展，隨著掘進、回采工作面的生產(chǎn)條件利用不同激發(fā)源、主被動條件和多數(shù)據(jù)交互處理，最終達到多方法數(shù)據(jù)間的數(shù)據(jù)融合，不斷提升數(shù)據(jù)交互能力，由此獲得前方地質(zhì)條件多數(shù)據(jù)單一屬性聯(lián)合解釋的結(jié)果，不僅提升勘探的準確率，而且還可以提高掘進速度。

4）向三維可視化發(fā)展。針對煤礦安全高效開采對隱蔽致災地質(zhì)因素動態(tài)智能探測的要求，開展基于多維多方法數(shù)據(jù)構(gòu)建巷道前方地質(zhì)異常體的三維可視化模型研究，整體提升煤礦隱蔽致災地質(zhì)因素動態(tài)智能探測。

5）向大數(shù)據(jù)化發(fā)展。隨著煤礦開采向智能化、信息透明化和實時處理發(fā)展，借助井下通信光纜實時傳輸井下數(shù)據(jù)，必將有海量數(shù)據(jù)需要處理，而傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)無法滿足對海量數(shù)據(jù)處理，所以需借助大數(shù)據(jù)平臺，進行井下數(shù)據(jù)的實時、快速處理，并實時向用戶發(fā)送井下地質(zhì)信息。

4 結(jié)語

煤礦巷道超前探測與預報精度是掘進工作面安全生產(chǎn)的重要參數(shù)，做好巷道超前探測多數(shù)據(jù)融合方法研究與應用實現(xiàn)至關(guān)重要。目前對于不同物性參數(shù)間的數(shù)據(jù)融合，還僅僅是建立起模型約束，并沒有進行反演的相互約束，對于數(shù)據(jù)融合的模型也需要進行特殊處理，未來還需要進行數(shù)據(jù)間反演的相互約束，對于數(shù)據(jù)融合的模型，采取公共模型的網(wǎng)格，直接進行計算，減少計算量，便于程序?qū)崿F(xiàn)。

隨著技術(shù)發(fā)展，相關(guān)儀器設備的開發(fā)，全空間、多參數(shù)、多數(shù)據(jù)的融合算法更加智能化，探測結(jié)果的解釋更精細化。與掘進機械之間硬軟件一體化，實施隨掘超前探測，進行短距離、高精度、全時段超前預報，為現(xiàn)場安全生產(chǎn)提供技術(shù)保障。