[發(fā)明專利]一種人工地震波自動監(jiān)測系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810339458.8
• 申請日: 2018-04-16
• 公開（公告）號: CN108303732A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發(fā)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(fā)

本發(fā)明提供了一種人工地震波自動監(jiān)測系統(tǒng)，包括三分量檢波器、同步通訊器、信號線和主機。系統(tǒng)的操作過程包括開啟主機、設置采集參數(shù)、啟動系統(tǒng)等待采集、掌子面放炮掘進、觸發(fā)采集、數(shù)據(jù)采集存儲、數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)查看八個步驟，從而實現(xiàn)超前地質預報。本發(fā)明的優(yōu)點在于：實現(xiàn)了采集現(xiàn)場無人化，避免了采集人員惡劣環(huán)境下作業(yè)的風險；數(shù)據(jù)采集為自動觸發(fā)，檢波器不需要通過銅導線與炸藥卷相連，每次掌子面爆破均可以自動采集；采樣工作操作簡單、施工方便，無需專門的地質預報工作者，熟練即可掌握。本發(fā)明可廣泛應用于交通、水利、礦山行業(yè)地下洞室開挖的不良地質體超前地質預報。

技術領域

本發(fā)明涉及一種人工地震波的自動監(jiān)測系統(tǒng)，更涉及一種對隧道內鉆爆法施工時掌子面放炮產生的人工地震波的自動監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術

二十一世紀是隧道和地下空間大發(fā)展的時代，隨著隧道工程長度及規(guī)模的擴張，其遇到的地質條件復雜性和多變性也在加劇。前期探測手段力度不足會給隧道施工安全帶來較大的威脅，往往會出現(xiàn)預料不到的涌水、塌方、突泥、涌沙等事故。因此，在施工期超前地質預報技術，及時發(fā)現(xiàn)異常情況，預報掌子面前方不良地質體的產狀、位置及其圍巖結構的完整性與含水突泥的可能性，為合理工程選址、正確的施工方法、支護設計參數(shù)和優(yōu)化施工方案提供依據(jù)。目前國內外對人工地震法地質預報已有較系統(tǒng)的研究，但在以下幾方面還存在不足：

(1)傳感器布置方式

超前地質預報中的傳感器用于接收激發(fā)的人工地震波及其反射波。當前，國內外最常用的方法是瑞士Amberg Technologies提出的TSP(Tunnel Seismic Prediction)系列和國內北京市水電物探研究所研制的TGP(Tunnel Geological Prediction)系列設備，這兩種設備的傳感器一般是兩個，分別布置在隧道壁的左右兩側鉆孔中。兩個傳感器單獨記錄地震波，給出預報結果并相互驗證。但在實際的應用兩個傳感器經常給出相反的結論，對使用者造成較大干擾。

(2)同步信號觸發(fā)方式

TGP設備激發(fā)同步信號的拾取是采用記時回線炸斷的方法，即將乳化炸藥用回線纏繞，利用炸藥炸斷電線激發(fā)采集，TSP設備采用啟爆器脈沖觸發(fā)儀器采集的方式即啟動起爆器是系統(tǒng)開始計時采集。然而在激發(fā)雷管和炸藥炸斷導線時往往會有1～2ms的時間延遲，不能做到精確觸發(fā)，導致預報的距離會存在較大誤差。

經檢索有一種以掌子面放炮為震源的隧道超前地質預報方法及裝置被公開，專利申請?zhí)枮椋篊N201310124601.9，其技術方案是將傳感器布置在隧道壁的兩側鉆孔中，觸發(fā)回路銅導線纏繞在炸藥卷上放入掌子面炮孔中，掌子面放炮炸斷銅導線觸發(fā)信號采集記錄爆炸時間點。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題在于，針對上述目前的人工地震法地質預報的準確性不佳的技術缺陷，提供了一種人工地震波自動監(jiān)測系統(tǒng)來解決上述問題。

本發(fā)明為解決其技術問題，提供了一種人工地震波自動監(jiān)測系統(tǒng)，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。

進一步的，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(xiàn)自動采集、數(shù)模轉換、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)傳輸、獨立供電功能。