[發明專利]一種地震法連續調節沖擊頻率的震源裝置

在審

• 申請號: 201811567444.8
• 申請日: 2018-12-21
• 公開（公告）號: CN109541678A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 劉飛香;鄭大橋;易達云;廖金軍;蔣海華;祝爽;徐震;李勝;劉核
• 申請（專利權）人: 中國鐵建重工集團有限公司
• 主分類號: G01V1/133
• 分類號: G01V1/133;F15B15/14;F15B15/20;F15B21/08
• 代理公司: 北京聿華聯合知識產權代理有限公司 11611
• 代理人: 金偉英;劉華聯

本發明提出了一種地震法連續調節沖擊頻率的震源裝置，包括：伺服電機；油缸；配流閥，其安裝在油缸的配流閥腔內，配流閥的輸入端連接伺服電機的輸出端，所述配流閥上設有多個油室；配流盤，其設在油缸的配流閥腔內，位于配流閥與油口A之間并與配流閥的結構相適配；和活塞，其設在油缸的活塞腔內；當配流閥換向到油口B進油時，活塞向配流閥腔所在端運動抵接在油缸的活塞腔上；當配流閥換向到油口A進油時，活塞向背離配流閥腔的一端沖出形成一次沖程，配流閥在一個旋轉周期中高頻換向形成活塞的連續往復沖擊。該震源能實現連續、穩定沖擊，且結構更簡單、操作更方便、震源信號更可控。

技術領域

本發明屬于隧道挖掘技術領域，特別涉及一種地震法連續調節沖擊頻率的震源裝置。

背景技術

隧道開挖工程中掌子面前方的巖體地質情況較難準確預測，對隧道施工工程帶來了施工隱患，為提高施工的安全性，常需要對開挖掌子面前方的巖體中的地質情況進行超前地質預測。

目前，隧道工程中進行超前地質預報的方法有地質調查法、地震波法、地質雷達法、超前鉆孔及加深炮孔法等多種手段，綜合進行地質預報。其中，地震波法具有探測距離遠、適用范圍廣(適用于極軟巖至極硬巖的任何地質情況)、對隧道施工干擾小等優點，被認為是隧道施工中最有前景的超前地質預報方法。隧道施工中的地震法超前地質預報時，地震波在不同巖層中以不同的速度傳播，在其界面處被反射，并被高精度的接收器接收。通過計算機軟件分析前方圍巖性質、節理裂隙分布、軟弱巖層及含水狀況等，最終顯示屏上顯示各種圍巖構造界面與隧道軸線相交呈現的角度及距掌子面的距離，并可以初步測定巖石的彈性模量、密度、泊松比等參數以供參考。

隧道施工中運用地震法進行超前地質預報時，地質預報的精度與探測距離與震源信號的品質密切相關。一般情況下爆炸方法產生沿隧道方向傳播的球面波，但爆炸方法產生震源信號不但危險性較高，且爆炸裝置產生的信號只有離散的一次，不能連續工作，且需要多人配合工作，對超前地質預報工作帶來了不便，因此，需要設計一震源信號可控震法產生裝置。

地震法進行超前地質預報時，為提高地震法超前地質預報的精度，需要產生連續且沖擊頻率可調節的大量能沖擊信號。目前，產生連續性震源信號的裝置存在著若干種方案，如專利CN201510636950.8，其連續震源調節采用重力錘裝置實現，該方案通過改變沖擊物重量來調節沖擊能量大小，由于沖擊能量通過改變配重調節，操作麻煩，且操作時間較長。

專利CN201710740797.2利用超磁方法產生地震波，即利用超磁材料的直線電機，使沖擊桿在磁場中進行加速運動，從而以高能量撞擊巖石壁面從而產生球面形的頻率可調節的地震波信號，該方法超磁場激震器的設計和電信號處理部分較為復雜。

專利CN201710544009.2采用燃料爆炸發射鋼球撞擊巖石壁面產生震源信號，其中，燃氣源和助燃氣源相連的燃燒室，燃燒室的出口端連接有發射管，發射管內設置有發射球，發射管上設置有在受力大于設定值時允許發射球通過、在受力小于設定值時可將發射球卡在待發射位置的限位裝置，發射球處于待發射位置時與燃燒室圍成密閉空間，但該方案同樣存在著不能連續調節沖擊頻率的問題。

發明內容

針對現有技術中所存在的上述技術問題的部分或者全部，本發明提出了一種地震法連續調節沖擊頻率的震源裝置，該震源能實現連續、穩定沖擊，且結構更簡單、操作更方便、震源信號更可控。

為了實現以上發明目的，本發明提出了一種地震法連續調節沖擊頻率的震源裝置，包括：

伺服電機；

油缸，其內設有油口A、油口B、活塞腔以及配流閥腔，所述油口A、油口B分別與活塞腔連通，所述油口A與配流閥腔之間設有連通的液流通道；

配流閥，其安裝在油缸的配流閥腔內，配流閥的輸入端連接伺服電機的輸出端，所述配流閥上設有多個油室；