[發明專利]一種人工地震波自動監測系統

在審

• 申請號: 201810339458.8
• 申請日: 2018-04-16
• 公開（公告）號: CN108303732A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 焦玉勇;歐光照;王浩;張厚江;譚飛;田湖南
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）;中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: G01V1/18
• 分類號: G01V1/18;G01V1/20;G01V1/22
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 馮必發

1.一種人工地震波自動監測系統，其特征在于，包括：三分量檢波器(3)、同步通訊器(10)、信號線(9)和主機(11)組成；

所述三分量檢波器(3)埋設在洞室(1)內同一側壁(4)上開設的鉆孔(2)中，鉆孔(2)與洞室(1)的底板平行且與洞室(1)的走向垂直；

所述三分量檢波器(3)設置于洞室同側壁的鉆孔中，三分量檢波器的x、y、z分量方向與隧道的方位關系是：x分量方向與隧道軸線方向一致并指向掌子面方向，y分量的方向在水平面上與隧道軸線垂直，z分量的方向在鉛垂面上與隧道軸線垂直；通過黃油耦合劑與鉆孔緊貼相接，良好耦合；三分量檢波器之間通過信號線(9)相連；同步通訊器(10)通過信號線(9)與三分量檢波器相連，主機(11)與同步通訊器(10)通過有線或無線的方式連接。

2.根據權利要求1所述的一種人工地震波自動監測系統，其特征在于，所述的三分量檢波器(3)是一種高度集成化的智能三分量檢波器，其中的三分量傳感器在采樣上可以實現自動采集、數模轉換、數據存儲、數據傳輸、獨立供電功能。

3.根據權利要求1所述的一種人工地震波自動監測系統，其特征在于，三分量檢波器(3)的埋設入鉆孔(2)，先在鉆孔(2)內部填充黃油作為三分量檢波器(3)和鉆孔(2)的耦合劑，調整三分量檢波器(3)的位置，使三分量檢波器(3)的x分量方向與隧道軸線方向一致并指向掌子面方向，y分量的方向在水平面上與隧道軸線垂直，z分量的方向在鉛垂面上與隧道軸線垂直，用力按壓使得三分量檢波器(3)與鉆孔(2)緊貼相連，黃油填充量以保證三分量檢波器(3)與鉆孔(2)緊貼無空隙，充滿鉆孔(2)。

4.根據權利要求1所述的一種人工地震波自動監測系統，其特征在于，主機(11)通過數據傳輸系統，設置各元件參數及發布指令，并顯示、記錄數據，設置專有的數據處理程序對采集的數據進行分析處理。

5.一種人工地震波自動監測系統的使用方法，用于對權利要求1所述的人工地震波自動監測裝置進行使用，其特征在于，包含：

S1、主機(11)對各個串口進行初始化設置；

S2、通過主機(11)設置數據采集參數，操作員在控制與數據分析系統的系統操作軟件中設置采集參數，包括采樣長度、采樣率、采樣觸發條件，軟件將自動保存所設置參數并作為缺省參數，控制與數據分析系統通過移動通信網絡發送采集參數給數據采集系統，數據采集系統中的處理器進行設置采集參數；

S3、啟動系統等待觸發采集，控制與數據分析系統通過移動通信網絡發送給數據采集系統，數據采集系統中處理器開啟觸發通道，隨時準備按照預先設置好的參數進行采集，并回傳預備信息到系統操作軟件，提示操作員已準備完畢；

S4、隧道掌子面(5)掘進炮第一炮激發，產生人工地震波(6)，產生的人工地震波(6)在掌子面前方傳播，巖性改變，人工地震波在地質界面(8)產生反射，形成反射地震波(7)，三分量檢波器(3)接收到反射地震波信號(7)；

S5、觸發采集，當三分量檢波器(3)接收到的信號強度達到設定值時，三分量檢波器(3)開始按照提前設定的采樣率和采樣長度進行采集；

S6、三分量檢波器(3)將數據按照預設的格式保存為本地文件；

S7、采集并保存完畢當前數據后，三分量檢波器(3)通過信號線將數據傳遞到置于洞口的同步通訊器(10)，同步通訊器(10)通過移動通信網絡將數據傳給遠端的電腦或手機等終端設備，并以曲線的形式在電腦或手機終端上顯示；

S8、主機(11)監控數據資料，通過預設的數據處理程序，分析已經記錄的數據，也可以對比軟件下載數據采集系統的歷史數據，輸出最終結果數據，使操作員分析數據的資料，對下次采集做出判斷，預測掌子面(5)前方地質情況。

6.根據權利要求5所述的一種人工地震波自動監測系統，其特征在于，當掌子面(5)每一次放炮掘進時，都進行一次采集和接收，實現對地震記錄的不間斷自動采集。

7.根據權利要求5所述的一種人工地震波自動監測系統，其特征在于，步驟S5所述的數據采集系統觸發采集工作模式為當傳感器信號輸入達到設定值時，數據采集通道開始按照提前設定采樣率開始采集，采集長度根據實際測試需求進行設定，采集的數據以一定的格式保存在三分量檢波器的存儲模塊中。