在隧道或巷道的掘进施工过程中,作业掌子面前方可能潜在地质隐患,情况不明时常引发各种工程险情,严重影响施工进度,甚至会威胁生命财产安全。为了解决这一难题,超前探测技术的应用与发展受到国内外工程界的高度重视。本文提出了一种“小排列弹性波超前探测”技术并结合波场记录中的行波分离算法进行了初步研究。论文综合评述了现阶段各种地球物理超前探测技术,结合巷道超前预报地质地球物理背景复杂、巷道施工空间受限以及地下三维空间解译等探测难题,在现有技术的基础之上,提出以反射波勘探理论为基础的小排列弹性波超前探测技术,其阵列数据采集方式充分利用了上、下行波视速度反向的特征,为提取反射波场提供了有利条件；采集系统结合精细设计的采集装置,形成了一套简便有效的超前探测装备,可实现多方位、多角度探测；该方法不需放炮,通过锤击震源进行多次叠加,提高了采集记录的信噪比,特殊的检波器耦合条件保障了多道采集信号的一致性,减少了对有效信号的干扰；且小排列记录增加了弹性波信号的空间采样率；本文使用交错网格有限差分方法对小排列弹性波随巷道超前探测进行了数值模拟；选用Curvelet滤波算法对数据进行去噪,并分别利用F-K滤波和τ-p滤波技术,对数值模拟和物理试验记录进行了行波分离和效果比较,根据两种方法各自的优缺点,总结出二维联合滤波方法,可有效地提取反射波波场记录,提高弹性波数据的分辨率。图39幅,表1个,参考文献67篇。