一種震動回路觸發器、礦井槽波地震勘探裝置及工作方法與流程

本發明涉及礦井災害防治，具體是一種震動回路觸發器、礦井槽波地震勘探裝置及工作方法。

背景技術：

1、我國多數井工煤礦水文地質條件復雜，主采煤層及附近巖層內斷層、褶曲、破碎帶等地質構造發育，其附近的煤巖體往往破碎、位移、起伏變化、完整性缺失，極易形成應力集中區、構造煤發育區、瓦斯異常帶等，隨礦井采掘活動易發生安全事故。為保障煤礦的安全生產，礦井采掘工作面急需探明煤巖層中易發生災害事故的斷層、裂隙、薄煤區等地質異常。其中，礦井槽波地震勘探技術憑借著探測距離大、范圍廣、分辨率高、準確率高、抗干擾性強等優點，多應用于探查工作面內可能存在的斷層、陷落柱、薄煤帶等地質異常體的分布及煤厚變化情況，在礦井災害防治方面取得了良好效果。

2、礦井槽波地震勘探常采用井下放炮作為激發震源，使得探測震源能量強、探測距離大、范圍廣；采用觸發脈沖單元作為觸發方式，其是連接發爆機和地震裝備之間的紐帶，用于震源激發和地震數據采集的同步，操作時，起爆線中的一根穿過觸發脈沖單元上的圓洞。但近期國內部分礦井放炮裝備進行了升級，采用了煤許起爆控制器和數碼電子雷管等新型設備，用以提高煤礦放炮的安全管理及安全施工，這些設備與現有礦井槽波地震勘探設備中的觸發脈沖單元不匹配，探測時存在諸多問題：現有礦井槽波地震勘探設備中的觸發脈沖單元是根據老式發爆機所設計生產的，其觸發脈沖幅值、觸發脈沖寬度、觸發脈沖上升時間等參數均與老式發爆機相匹配；通常老式雷管的引爆需要發爆機提供的電流不小于2.0a，而最新采用的數碼電子雷管的引爆只需要煤許起爆控制器提供的電流不小于200ma，現應用的觸發脈沖單元的觸發脈沖幅值、觸發脈沖寬度、觸發脈沖上升時間等參數與煤許起爆控制器設備參數嚴重不匹配，井下放炮采用煤許起爆控制器和數碼電子雷管時，觸發脈沖單元不能觸發，礦井槽波地震勘探無法進行施工。

技術實現思路

1、本發明的目的是針對上述問題，提供一種震動回路觸發器、礦井槽波地震勘探裝置及工作方法。

2、為了實現上述目的，本發明的技術方案是：

3、一種震動回路觸發器,包括：

4、殼體，其內腔嵌裝固定有震動開關固定柱；

5、震動開關固定柱，其上設置有用于固定裝夾震動開關的橫向內嵌槽和縱向內嵌槽；

6、震動開關；固定設置在橫向內嵌槽和縱向內嵌槽內，從橫向和縱向感覺震動發生并在震動發生后觸發；

7、所述震動開關包括：

8、金屬外管，嵌裝在橫向內嵌槽和縱向內嵌槽內并外接第二外延線纜；

9、端頭絕緣塞，內嵌安裝在金屬外管內腔的一端，其被構造為固定連接金屬彈簧柱；

10、連接有連接線纜的金屬彈簧柱，其一端固定設置在端頭絕緣塞上，另一端固定連接金屬小球；

11、金屬小球，內置在金屬外管的內腔內且固定連接在金屬彈簧柱上，其直徑小于金屬外管內徑，在震動發生后觸碰金屬外管的內壁使震動開關觸發，以促使連接線纜、第二外延線纜通電導通。

12、作為對上述技術方案的改進，所述金屬外管為銅質外管，金屬彈簧柱為銅質彈簧柱，金屬小球為銅質小球，端頭絕緣塞為端頭木塞；

13、所述端頭木塞在中心貫穿設置有中心孔，所述銅質彈簧柱一端嵌裝在端頭木塞的中心孔處，該銅質彈簧柱的此端被構造為固定連接所述連接線纜。

14、作為對上述技術方案的改進，所述波段開關為三檔位波段開關，包括高靈敏度震動開關、中靈敏度震動開關、低靈敏度震動開關；所述高靈敏度震動開關的金屬彈簧柱長度﹥中靈敏度震動開關的金屬彈簧柱長度﹥低靈敏度震動開關的金屬彈簧柱長度；

15、所述橫向內嵌槽和縱向內嵌槽分別為三個，所述高靈敏度震動開關、中靈敏度震動開關、低靈敏度震動開關各有兩個，分別嵌設在橫向內嵌槽和縱向內嵌槽內；

16、所述震動回路觸發器還包括：

17、波段開關固定柱，內嵌安裝在金屬外管內且位于震動開關固定柱的上方，其被構造為內嵌安裝波段開關；

18、所述波段開關包括a1檔位柱、a2檔位柱、a3檔位柱、b0公共柱；所述a1檔位柱與高靈敏度震動開關的金屬彈簧柱通過連接線纜相連接，所述a2檔位柱與中靈敏度震動開關的金屬彈簧柱通過連接線纜相連接，所述a3檔位柱與低靈敏度震動開關的金屬彈簧柱通過連接線纜相連接，所述b0公共柱連接第一外延線纜。

19、作為對上述技術方案的改進，所述波段開關固定柱和震動開關固定柱均為木質柱體；所述橫向內嵌槽的軸線與震動開關固定柱軸線相互垂直，所述縱向內嵌槽的軸線與震動開關固定柱軸線相互平行。

20、作為對上述技術方案的改進，所述震動回路觸發器還包括樹脂管，所述樹脂管開設有使第一外延線纜、第二外延線纜從內向外伸出的貫通壁孔；所述樹脂管在內腔底部設置有磁鐵，所述震動開關固定柱設置在磁鐵之上。

21、作為對上述技術方案的改進，本發明提供了一種基于上述所述震動回路觸發器的礦井槽波地震勘探裝置，包括：

22、震動回路觸發器，設置在工作面測量巷道探測區域內的激發炮點附近；

23、現場主機，布設在工作面震源激發巷道距離激發炮點安全距離處用于采集該激發炮點的地震數據；

24、信號傳輸器，通過信號連接線纜分別與震動回路觸發器、現場主機、地震網絡測量大線連接并通過地震網絡測量大線與探測單元連接；

25、所述探測單元按照固定間距布置在靠近工作面的巷幫上以采集地震數據。

26、作為對上述技術方案的改進，所述探測單元包括檢波器或／和采集站。

27、本發明并提供了基于上述礦井槽波地震勘探裝置的工作方法，該工作方法的步驟是：

28、s1：在工作面測量巷道探測區域內靠近工作面的巷幫上按照固定間距布置檢波器及采集站，使探測單元與地震網絡測量大線相連接，地震網絡測量大線與信號傳輸器相連接；

29、s2：在工作面震源激發巷道施工區段內布置好炮點孔，并把即將提供勘探震源的炮點作為激發炮點；

30、s3：在工作面震源激發巷道距離激發炮點安全距離處布設現場主機、信號傳輸器、地震網絡測量大線，震動回路觸發器通過磁鐵吸附在巷幫激發炮點附近的錨索墊片或工鋼架或u鋼柱等金屬體上；

31、所述震動回路觸發器與信號傳輸器的回路觸發端口通過信號連接線纜相連接，所述信號傳輸器與地震網絡測量大線相連接，所述地震網絡測量大線與探測單元相連接，所述信號傳輸器與現場主機通過信號連接線纜相連接，形成礦井槽波地震探測網絡；

32、s4：現場主機就緒，激發炮點起爆，形成地震波在煤層內傳播，礦井槽波地震勘探裝置采集該激發炮點的地震數據。

33、與現有技術相比，本發明具有的優點和積極效果是：

34、本發明的震動開關靈敏度跨度廣，擁有高、中、低三種靈敏度，支持多種靈敏度的震動觸發，適用于巷幫完好、巷幫破碎、巷幫離層松散等各種巷道環境下槽波地震勘探的信號觸發，適用性和實用性高；

35、本發明的震動開關呈縱橫向成組并聯連接，其保證震動發生后震動開關多回路進入震動觸發狀態，同步引導現場主機開始數據采集，提高地震數據采集成功率和完成率；

36、本發明的震動回路觸發器采用強磁鐵吸附安裝，簡單易懂、快速便捷，提高施工效率；

37、本發明的震動回路觸發器緊挨激發炮點，延時效果短，形成類同步觸發效果，提高了礦井槽波地震勘探的準確率。