[發明專利]一種機械式微震源與監測系統和使用方法

有效

• 申請號: 201710443814.6
• 申請日: 2017-06-13
• 公開（公告）號: CN107193039B
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 董隴軍;孫道元;李夕兵
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G01V1/133
• 分類號: G01V1/133;G01V1/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 顏勇

本發明公開了一種機械式微震源與監測系統和使用方法，所述微震源包括驅動動力、蓄壓腔體、安全閥、射能頭；其特征在于：所述蓄壓腔體的出氣口依次連接有安全閥、射能頭；在蓄壓腔體上設有進氣口，進氣口中設有單向閥；所述驅動動力控制蓄壓腔體中壓力的大小。微震監測系統包括微震源，信號保真盒、微震信號監測裝置、控制電腦、微震傳感器，其特征在于：微震源的電子開關與控制電腦電連接；微震信號監測裝置的一端與控制電腦電連接，另一端依次與信號保真盒、微震傳感器電連接。本發明結構簡單、操作方便，能量釋放大小、方向可控，可組網；震源頻率低，成本低，使用安全，為微震監測提供硬件設備支撐。

技術領域

本發明涉及一種機械式微震源與監測系統和使用方法，屬于巖體微震監測技術領域。

技術背景

隨著淺部資源的逐步減少，大量的礦山向地下深部發展。在巷道及硐室開挖過程中，對深部高地應力造成擾動，使其發生地應力集中和重新分布，導致原本穩定的圍巖處于不穩定狀態。巖體中積聚的彈性勢能在巖體發生非彈性變形(裂紋擴展，巖體滑移失穩等)過程中以地震波的形式逐步或突然釋放，從而產生一系列的微震事件。彈性勢能的突然無序釋放往往會誘發斷層滑移或巖爆等災害的發生，嚴重制約了礦山的正常生產作業。采用微震監測技術對巖體中發生破裂時的微震事件進行監測并分析處理得到的數據，可以確定微震事件發生的震源位置、震級大小以及能量釋放的信息。因此，在深部開采礦山構建微震監測系統勢在必行。

傳統的微震監測過程都是以爆破做為震源進行監測，為了分析爆破作業對礦山巷道及硐室穩定性的影響，監測的區域多靠近爆破地點，監測到的數據中混雜著大量的爆破事件，而目前還沒有方法可以自動準確識別爆破事件和微震事件，大多數都需要靠人們進行手工拾取，該過程不但要耗費大量的人力物力和財力，而且需要花費很長的時間。最主要的，人工拾取的精度不高，這在指導礦山生產的過程中存在很大的弊端。

因此，研發一種既能快速安裝且使用簡便，又能很好地反映微震震源的可控主動震源是非常有必要的。

發明內容

本發明所要解決的第一個技術問題是提供一種既能快速安裝且使用簡便，又能很好地反映微震震源信息的機械式可控主動震源。

本發明所要解決的第二個技術問題是提供上述的機械式可控主動震源的安裝使用方法。

為了解決上述的第一個技術問題，本發明提供的一種機械式微震源，所述微震源包括驅動動力、蓄壓腔體、安全閥、射能頭；

所述蓄壓腔體的出氣口依次連接有安全閥、射能頭；在蓄壓腔體上設有進氣口，進氣口中設有單向閥；所述驅動動力控制蓄壓腔體中壓力的大小。

本發明一種機械式微震源，所述驅動動力包括電動機(2)、飛輪(3)、曲軸(4)；所述蓄壓腔體包括活塞(8)、氣缸(9)；所述電動機(2)與電子開關(1)電連接，通過電子開關(1)控制電動機(2)電源的通斷，電動機(2)的輸出驅動飛輪(3)，飛輪(3)與曲軸(4)的一端連接；曲軸(4)的另一端與設于活塞(8)上的連桿(6)相連，驅動活塞(8)在氣缸(9)中往復運動；在氣缸(9)上，還設有出氣口和進氣口；所述出氣口依次連接有安全閥、射能頭；所述進氣口上設有吸氣閥(10)；所述安全閥為全啟式彈簧安全閥(11)。

本發明一種機械式微震源，所述驅動動力與蓄壓腔體的數量一致。

本發明一種機械式微震源，所述電子開關(1)為一個。

本發明一種機械式微震源，多組驅動動力與同一個電子開關(1)電連接，組網實現多震源同時觸發。

本發明一種機械式微震源，在氣缸(9)上設有2-5個吸氣閥(10)。

本發明一種機械式微震源，全啟式彈簧安全閥(11)的公稱壓力根據微震監測實驗設計的震動能量大小確定。