项目属于煤矿安全高效开采地质保障技术装备领域。

我国煤炭开采深度不断加大，开采地质条件越来越复杂。为保障煤矿安全高效开采，提前预测预报采掘工作面周边隐蔽致灾地质因素，是生产矿井的一项必要工作。"十二五"期间，依托国家科技重大专项任务"煤矿井下工作面超前探测技术与装备"，开发出了具有自主知识产权的煤矿井下透视槽波技术与装备，得到广泛的推广应用。但透射槽波探测只能应用到工作面形成之后，无法对更急需的独头掘进巷道附近致灾地质体进行超前探测。而且工作面一旦形成后，对工作面内新探测发现有影响机械化开采的大型地质构造，往往措手不及，需重新布设巷道，造成极大浪费。

为此，中煤科工集团西安研究院有限公司依托科技部"科研院所技术开发研究专项资金"项目"矿井槽波数据处理与解释系统研究与开发"（编号：2014EG122201）和院科技创新基金重点项目"孔巷联合地震超前探技术研究" （ 编号2016XAYZD04）经过近5年攻关，实现了反射槽波超前探测技术的重大突破。项目主要研究成果有：

（1）研发出基于GPUs平台的煤矿井下三维弹性波波场高效模拟技术及仿真软件。研发的煤矿井下3D3C弹性波模拟软件，实现了煤矿井下槽波和随采随掘等弹性波场的高效数值模拟。采用多GPU平台的两级并行加速模式，使计算加速比达到2个数量级，满足矿井地震模拟大存储量、大计算量的需求；采用以直代曲、变换交错网格的思路，设计出巷道镜像独特算法，实现了含巷道条件下的波场仿真模拟，模拟的波场也更切合实际。

（2）研发出反射槽波超前探测数据的关键处理技术及配套软件。针对反射槽波超前探测数据特征，研发了小波域槽波波场分离、频率域多窗谱极化滤波、L型槽波频域压缩、基于频散相似度的反射槽波成像、槽波特征函数变换、三分量反射槽波极化偏移成像和反射槽波增强等7项关键处理技术，极大提高了反射槽波超前探测数据成像精度；并将这些模块集成为两套配套的数据处理软件。

（3）研制出反射槽波超前探测数据专用采集设备并优化了观测系统参数。研制出适用于水平钻孔中的机械推靠和气囊推靠的多级检波器串及配套设备；研发出用于推送杆连接的勾连装置，提高了水平深孔中检波器串的安装和回收效率，很好地抑制了套管波的传播；通过理论推导和模拟验证优化了孔巷联合超前探测观测系统参数。

项目产生发明专利8项，授权3项；获批软件著作权11项；发表论文36篇，其中SCI检索3篇，EI检索4篇，核心27篇；培养博士3名，硕士2名。

该技术已在全国9个煤矿区完成了100多项探测，合同额逾1400多万。多个工作面（如宁煤红柳Ⅰ04203、阳煤榆树坡1205等）依据探测结果重新设计，圈定的12个迎头前方异常构造已揭露验证10个（2个尚未采掘揭露，待验证），准确率超过83%，为煤矿新增（节支）产值约4.3亿，利润逾2.15亿元，经济和社会效益明显。该技术已入选国家安全科技"四个一批"项目。