CN105022087A - 一种临震地声探测方法、实施该方法的地声探头及应用 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种临震地声探测方法、实施该方法的地声探头及其应用。把传声器(1)放置在一个具有共鸣腔的密闭容器(2)内，形成一个地声探头，再把该地声探头深埋于地下，使之与地下基岩充分结合，此时的密闭容器(2)实际成为了一个共鸣器，当有地声信号时，在共鸣器的作用下，微弱的地声信号得到增强放大，放大后的地声信号由传声器(1)接收，并通过传声器(1)尾线(4)传至地面主机。在具体应用中通过对地声探头在探测点的上下布置，使之能在较强的干扰背景下有效识别临震地声信号，从而为破坏性地震的临震预报提供可靠的信息。

Description

一种临震地声探测方法、实施该方法的地声探头及应用

技术领域

本发明涉及一种临震地声探测方法。

本发明还涉及一种实施该方法的地声探头以及该探头的应用。

背景技术

当前的临震地声探测技术主要采用的是深井地声探测技术，围绕深井地声探测技术出现了各种深井探头以及相应的地声监测系统，其中具有代表性的是由北京大学深圳研究生院林克等人研发的专利号为201310250146的一种适用于大地震临震预测的地声监测系统，该系统对现有临震地声探测技术中出现的地声信号强度弱、干扰背景强等问题提出了解决方案，但效果并不明显，也就是说还不能有效地捕获和识别临震地声信号。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种地声探测方法及实施该方法的地声探头，来增强并有效捕获微弱的地声信号，再通过地声探头在应用中的合理布置使之能在较强的干扰背景下有效识别临震地声信号。

对于临震地声探测方法，本发明的技术方案是：把传声器放置在一个具有共鸣腔的密闭容器内，再把该密闭容器深埋于地下，使之与地下基岩充分结合，此时的密闭容器实际成为了一个共鸣器，当有地声信号时，在共鸣器的作用下把微弱的地声信号增强放大，放大后的地声信号由传声器接收，并通过传声器尾线传至地面主机。

对于实施该方法的地声探头，本发明的技术方案是：把传声器放置并固定在具有共鸣腔的密闭容器内，容器壁上设置有传声器尾线出口，尾线经过出口后对出口进行密封处理，容器壁上还设置有便于把传声器放入到容器内的开口，放入后对开口进行密封处理。

为使地声探头结构更简单，安装使用更方便，作为对地声探头的进一步改进，地声探头容器壁上的传声器尾线出口与把传声器放入容器内的开口共用一个出口。

为使地声探头结构更简单，安装使用更方便，作为对地声探头的进一步改进，地声探头容器壁上的传声器尾线出口与把传声器放入容器内的开口处于同一位置，尾线出口处在把传声器放入容器内的开口的密封件上。

为了有效识别临震地声信号，地声探头在具体应用中的布置方案是：在各探测点上，深埋于地下的地声探头在两个不同深度位置上各布置一个，上下两个地声探头在竖直方向上有一定的间距。

从上面的技术方案可以看出，深埋于地下的地声探头，由于地声探头上方的表土层的作用，阻挡住了来自地面上的绝大部分噪声信号，地声探头所能接收到的声波信号除临震地声信号外，更多的是接收到来自于地面的由于爆破、大型机械作业等因素产生的声波信号，如何识别呢？首先看临震地声信号是来自于更深的地下，临震地声信号的方向是由下往上，而地面的声波信号是由上往下，探测点上，上下布置的两个地声探头因为有一定的间隔距离；所以接收到同一声波信号会有时间差，不难看出临震地声信号，上面的地声探头接收到信号的时间要滞后于下面的地声探头，而地面上传下的声波信号，上面的地声探头接收到声波信号的时间要早于下面的地声探头。这样通过地面主机就很容易提取到临震地声信号，并自动启动声光警示、记录、传输、分析等后续工作。

附图说明

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

图1是本发明地声探头的第一种实施方式的剖视图。

图2是本发明地声探头的第二种实施方式的剖视图。

图3是本发明地声探头在具体应用中的布置示意图。

图1是本发明地声探头的第一种实施方式：具有共鸣腔的密闭容器2呈圆柱形，圆柱形密闭容器2上端容器壁3上设置一个出口12，出口12一是用于把传声器1放入到密闭容器2内，二是作为传声器1尾线4的出口。传声器1通过设置在出口12处的支架11悬置并固定在容器2内，出口12采用压盖式填料函密封结构10进行密封。

图2是本发明地声探头的第二种实施方式：具有共鸣腔的密闭容器2呈圆形，容器壁3上设置一个便于把传声器1放入到容器2内的开口5，开口5由密封盖7、密封垫8和螺栓9进行密封。传声器1由固定在密封盖7上的支架11悬置并固定在容器2的中心位置，传声器1尾线4经过处在密封盖7上的尾线出口6，出口6采用压盖式填料函密封结构10进行密封。

当然，在具体实施时地声探头的形状还可以呈椭圆型、方柱形等各种合适的形状；开口的密封方式可以采用其它更有效的方式；放置于容器内的传声器可以布置两个或多个；传声器尾线应采用防水及抗干扰性能好的缆线。

作为对地声探头的进一步优化，在地声探头的适当位置上加装一个手提把，以便于搬运和安装；地声探头共鸣腔内的空气可以用其它惰性气体来代替，以延长地声探头的使用寿命。

图3是地声探头在具体应用中的布置示意图：探测点20采用矩形阵列方式进行布置，以30公里作为探测点的阵距，探测点尽量选在地势较低且表土层16具有一定厚度的合适位置上，记录各探测点的海拔高度以及相邻各探测点的实际距离。示意图中剖面部分所示的是地声探头在探测点的具体安装情况：深埋于地下的两个地声探头13分别布置在两个不同深度位置上，上面一个布置在地下100米处，下面一个布置在地下150米处，上下两个地声探头间形成一个50米的间距。安装时先用钻井设备打一个口径与地声探头相匹配、深度150米的机井14，将下面的地声探头放到150米深的井底，浇注水泥18，使地声探头与基岩15充分结合，水泥浇注至地下100米处，再把上面的地声探头放入，浇注水泥18至基岩15顶部，回填渣土17至地面。传声器尾线4沿机井14布置至地面主机。

通过以上的布置，除可以有效地捕获和识别地声信号外，还可以根据各探测点接收到地声信号的时间差来定位地声源，还可以依据接收到地声信号的探测点的数量多少、以及对地声信号的综合分析来确定震级的大小，从而为破坏性地震提供可靠的临震预报信息。

Claims (5)

1.一种临震地声探测方法，其特征在于：把传声器(1)放置在一个具有共鸣腔的密闭容器(2)内，再把该密闭容器(2)深埋于地下，使之与地下基岩(15)充分结合，此时的密闭容器(2)实际成为了一个共鸣器，当有地声信号时，在共鸣器的作用下，把微弱的地声信号增强放大，放大后的地声信号由传声器(1)接收，并通过传声器(1)尾线(4)传至地面主机。

2.一种实施权利要求1所述临震地声探测方法的地声探头，其特征在于：传声器(1)放置并固定在一个具有共鸣腔的密闭容器(2)内，容器壁(3)上设置有传声器(1)尾线(4)出口(6)，尾线(4)通过出口(6)后，对出口(6)进行密封，容器壁(3)上还设置有便于把传声器(1)放入容器(2)内的开口(5)，放入后对开口(5)进行密封。

3.按照权利要求2所述地声探头，其特征在于：所述设置在容器壁(3)上的传声器(1)尾线(4)出口(6)与把传声器(1)放入容器(2)内的开口(5)共用一个开口(12)。

4.按照权利要求2所述地声探头，其特征在于：所述设置在容器壁(3)上的传声器(1)尾线(4)出口(6)与把传声器(1)放入容器(2)内的开口(5)处于同一位置，出口(6)处在开口(5)的密封件上。

5.一种权利要求2所述地声探头的应用，其特征在于：在各探测点(20)上，深埋于地下的地声探头(13)在两个不同深度位置上各布置一个，上下两个地声探头在竖直方向上有一定的间距。