CN110308489B - 一种矿山地区地震监测仪 - Google Patents
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Abstract
一种矿山地区地震监测仪,包括竖管,竖管的上部设有上环形隔板,上环形隔板的底侧固定安装环形电磁铁,环形电磁铁的底侧设有环形金属板,环形电磁铁的底侧能够电磁吸附环形金属板的顶侧,竖管内壁的上部开设左右对称的条形滑槽,条形滑槽内分别设有滑块,滑块能够分别沿对应的条形滑槽上下滑动,滑块分别与环形金属板固定连接,环形金属板的底侧轴承连接连接外螺纹管的上端,环形金属板的底侧固定安装能够使外螺纹管转动的驱动装置,竖管外周的中部开设左右对称的条形透槽,条形透槽的上部分别铰接连接支撑杆的上端,支撑杆内侧的上部分别铰接连接连杆上端一端,外螺纹管外周的下端螺纹安装丝母。本发明结构简单,构思巧妙。
Description
技术领域
本发明属于监测仪器领域,具体地说是一种矿山地区地震监测仪。
背景技术
矿山地区由于地表开山与地下挖矿等行为使地表与浅层地震监测受到巨大影响,为对矿山地区进行有效底座监测,一般采用井下地震监测,将地震计放入井内直接与观测井的基岩刚性连接在一起,现有的井锁固定装置在断电的情况先无法解除井锁固定,导致井下的监测设备无法取出,同时由于将地震计放置在井下,难以对地震计进行找平调整,当地震计在倾斜2°的情况下工作,性能将变差,无法进行有效监测,无法满足实际需求,故我们发明了一种矿山地区地震监测仪。
发明内容
本发明提供一种矿山地区地震监测仪,用以解决现有技术中的缺陷。
本发明通过以下技术方案予以实现:
一种矿山地区地震监测仪,包括竖管,竖管的上部设有上环形隔板,上环形隔板的底侧固定安装环形电磁铁,环形电磁铁的底侧设有环形金属板,环形电磁铁的底侧能够电磁吸附环形金属板的顶侧,竖管内壁的上部开设左右对称的条形滑槽,条形滑槽内分别设有滑块,滑块能够分别沿对应的条形滑槽上下滑动,滑块分别与环形金属板固定连接,环形金属板的底侧轴承连接外螺纹管的上端,环形金属板的底侧固定安装能够使外螺纹管转动的驱动装置,竖管外周的中部开设左右对称的条形透槽,条形透槽的上部分别铰接支撑杆的上端,支撑杆内侧的上部分别铰接连杆上端一端,外螺纹管外周的下端螺纹安装丝母,连杆的另一端分别与丝母铰接;竖管的下部设有下环形隔板,上环形隔板的内侧固定连接电缆的外周,电缆的上端与地面设备相连接,电缆的下端穿过环形电磁铁、环形金属板、外螺纹管与下环形隔板,电缆外周的下端与下环形隔板的内侧固定连接,竖管的底侧开设球面透槽,球面透槽内活动安装圆球,圆球能够在球面透槽内向任意方向转动,圆球的顶侧开设通孔,通孔内固定安装连管,连管的下端固定连接地震计顶侧的中间,连管的上端位于竖管内,地震计电缆的上端从连管下端的预留孔穿入连管内并从连管的上端穿出,连管与地震计的电缆固定连接,地震计电缆的上端与电缆的下端通过数个软导线电性连接,地震计能够保持水平状态;竖管的底部固定安装套装于圆球外周的环形电加热棒,环形电加热棒的内侧固定连接锡条环的外周,环形电加热棒、驱动装置、环形电磁铁分别通过电缆与地面控制设备电性连接。
如上所述的一种矿山地区地震监测仪,所述的圆球与竖管为金属铜。
如上所述的一种矿山地区地震监测仪,所述的驱动装置包括外螺纹管外周的上端固定安装的同轴的环形齿轮,环形金属板的底侧镶嵌安装电机,电机转轴的下端固定安装齿轮,齿轮与环形齿轮啮合配合。
如上所述的一种矿山地区地震监测仪,所述的环形金属板包括上铁板与无磁固定板,上铁板的底侧与无磁固定板顶侧固定连接。
如上所述的一种矿山地区地震监测仪,所述的电机为交流伺服电机。
如上所述的一种矿山地区地震监测仪,所述的地震计的底侧均匀设有数个螺纹孔,螺纹孔内分别螺纹安装螺栓。
本发明的优点是:本发明结构简单,构思巧妙,当连接井下地震计的电缆短路或失灵时,能够自动解除井锁固定,同时将地震计放入井下时能够利用吊锤的工作原理找平,并对地震计进行固定,使地震计与基岩刚性,能够满足实际需求,适合推广。使用本发明时,使环形电磁铁通电状态下通过电缆将竖管放入井内,环形电磁铁的底侧与环形金属板的顶侧保持电磁吸附连接,至竖管下降适当深度,通过地面控制设备控制驱动装置带动外螺纹管正向转动,丝母沿外螺纹管向上移动,丝母通过连杆向外推动支撑杆,支撑杆的外端向外撑开,至支撑杆的外端位于井壁基岩紧密接触配合,完成竖管的固定,通过地面控制设备控制驱动装置带动外螺纹管反向转动,支撑杆的外端缩回条形透槽,解除竖管的固定,当电缆短路或驱动装置的电机失灵时,环形电磁铁直接断电或控制环形电磁铁断电,在重力的作用下,环形金属板与环形电磁铁分离,环形金属板带动滑块与外螺纹管向下移动,外螺纹管带动丝母向下移动,丝母通过连杆将支撑杆拉回条形透槽内,解除对竖管的固定,避免短路故障时无法解除对竖管的固定将监测设备收回的风险;将竖管固定在井下后,地震计在重力的作用下沿圆球的球心摆动,地震计并通过连管带动圆球在球面透槽内转动,静置一段时间后,地震计摆幅逐渐减弱至消失,在没有震动波的情况下,通过地面设备观察地震计测量的数据,能够得出地震计是否处于静置状态,当地震计静置后,此时地震计处于近似水平状态,地震计倾斜小于2°,再通过地面控制设备控制环形电加热棒通电一段时间,该段时间内环形电加热棒开始对锡条环进行加热,并将锡条环融化成液体,液态的锡能够流至球面透槽与圆球连接处,环形电加热棒断电后,液态锡凝固将圆球与竖管的球面透槽焊接在一起,实现地震计与井壁基岩的刚性连接。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的结构示意图;图2是图1的Ⅰ局部放大图;图3是图1的Ⅱ局部放大图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
一种矿山地区地震监测仪,如图所示,包括竖管1,竖管1的上部设有上环形隔板2,上环形隔板2的底侧固定安装环形电磁铁3,环形电磁铁3的底侧设有环形金属板4,环形电磁铁3的底侧能够电磁吸附环形金属板4的顶侧,竖管1内壁的上部开设左右对称的条形滑槽5,条形滑槽5内分别设有滑块6,滑块6能够分别沿对应的条形滑槽5上下滑动,滑块6分别与环形金属板4固定连接,环形金属板4的底侧轴承连接外螺纹管7的上端,环形金属板4的底侧固定安装能够使外螺纹管7转动的驱动装置24,竖管1外周的中部开设左右对称的条形透槽11,条形透槽11的上部分别铰接支撑杆12的上端,支撑杆12内侧的上部分别铰接连杆13上端一端,外螺纹管7外周的下端螺纹安装丝母14,连杆13的另一端分别与丝母14铰接;竖管1的下部设有下环形隔板15,上环形隔板2的内侧固定连接电缆16的外周,电缆16的上端与地面设备相连接,电缆16的下端穿过环形电磁铁3、环形金属板4、外螺纹管7与下环形隔板15,电缆16外周的下端与下环形隔板15的内侧固定连接,上环形隔板2与下环形隔板15之间的电缆16处于绷紧状态,电缆16与外螺纹管7的内壁不接触配合,竖管1的底侧开设球面透槽17,球面透槽17内活动安装圆球18,圆球18能够在球面透槽17内向任意方向转动,圆球18的顶侧开设通孔19,通孔19内固定安装连管20,连管20的下端固定连接地震计21顶侧的中间,连管20的上端位于竖管1内,地震计21电缆的上端从连管20下端的预留孔穿入连管20内并从连管20的上端穿出,连管20与地震计21的电缆固定连接,地震计21电缆的上端与电缆16的下端通过数个软导线22电性连接,很小的作用力便能使软导线22弯折,且软导线22足够长,地震计21电缆的上端向任意方向倾斜均不会通过软导线22向电缆16的下端施加拉力,电缆16的下端通过软导线22对地震计21电缆的上端形成的约束力可忽略不计,地震计21能够保持水平状态;竖管1的底部固定安装套装于圆球18外周的环形电加热棒23,环形电加热棒23的内侧固定连接锡条环27的外周,环形电加热棒23、驱动装置24、环形电磁铁3分别通过电缆16与地面控制设备电性连接。本发明结构简单,构思巧妙,当连接井下地震计的电缆短路或失灵时,能够自动解除井锁固定,同时将地震计放入井下时能够利用吊锤的工作原理找平,并对地震计进行固定,使地震计与基岩刚性,能够满足实际需求,适合推广。使用本发明时,使环形电磁铁3通电状态下通过电缆16将竖管1放入井内,环形电磁铁3的底侧与环形金属板4的顶侧保持电磁吸附连接,至竖管1下降适当深度,通过地面控制设备控制驱动装置24带动外螺纹管7正向转动,丝母14沿外螺纹管7向上移动,丝母14通过连杆13向外推动支撑杆12,支撑杆12的外端向外撑开,至支撑杆12的外端位于井壁基岩紧密接触配合,完成竖管1的固定,通过地面控制设备控制驱动装置24带动外螺纹管7反向转动,支撑杆12的外端缩回条形透槽11,解除竖管1的固定,当电缆16短路或驱动装置24的电机失灵时,环形电磁铁3直接断电或控制环形电磁铁3断电,在重力的作用下,环形金属板4与环形电磁铁3分离,环形金属板4带动滑块6与外螺纹管7向下移动,外螺纹管7带动丝母14向下移动,丝母14通过连杆13将支撑杆12拉回条形透槽11内,解除对竖管1的固定,避免短路故障时无法解除对竖管1的固定将监测设备收回的风险;将竖管1固定在井下后,地震计21在重力的作用下沿圆球18的球心摆动,地震计21并通过连管20带动圆球18在球面透槽17内转动,静置一段时间后,地震计21摆幅逐渐减弱至消失,在没有震动波的情况下,通过地面设备观察地震计21测量的数据,能够得出地震计21是否处于静置状态,当地震计21静置后,此时地震计21处于近似水平状态,地震计21倾斜小于2°,再通过地面控制设备控制环形电加热棒23通电一段时间,该段时间内环形电加热棒23开始对锡条环27进行加热,并将锡条环27融化成液体,液态的锡能够流至球面透槽17与圆球18连接处,环形电加热棒23断电后,液态锡凝固将圆球18与竖管1的球面透槽17焊接在一起,实现地震计21与井壁基岩的刚性连接。
具体而言,如图所示,本实施例所述的圆球18与竖管1为金属铜。铜具有良好的锡可焊性,圆球18与竖管1下端的球面透槽17通过锡焊牢固连接在一起。
具体的,如图所示,本实施例所述的驱动装置24包括外螺纹管7外周的上端固定安装的同轴的环形齿轮8,环形金属板4的底侧镶嵌安装电机9,电机9转轴的下端固定安装齿轮10,齿轮10与环形齿轮8啮合配合。电机9通过齿轮10带动环形齿轮8转动,环形齿轮8带动外螺纹管7转动。
进一步的,如图所示,本实施例所述的环形金属板4包括上铁板41与无磁固定板42,上铁板41的底侧与无磁固定板42顶侧固定连接。通过无磁固定板42能够减弱环形电磁铁3对电机9的电磁吸力,使电机9能够正常工作。
更进一步的,如图所示,本实施例所述的电机9为交流伺服电机。交流伺服电机扭矩大,能够使本装置达到预期的预夹紧固定,同时便对电机9正反转控制,不通电的情况下无自转,预紧力不会减弱。
更进一步的,如图所示,本实施例所述的地震计21的底侧均匀设有数个螺纹孔25,螺纹孔25内分别螺纹安装螺栓26。通过控制地震计21底侧螺栓26的数量与分布,能够对地震计21进行重心调整,使地震计21在重力的作用下能够保持水平。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种矿山地区地震监测仪,其特征在于:包括竖管(1),竖管(1)的上部设有上环形隔板(2),上环形隔板(2)的底侧固定安装环形电磁铁(3),环形电磁铁(3)的底侧设有环形金属板(4),环形电磁铁(3)的底侧能够电磁吸附环形金属板(4)的顶侧,竖管(1)内壁的上部开设左右对称的条形滑槽(5),条形滑槽(5)内分别设有滑块(6),滑块(6)能够分别沿对应的条形滑槽(5)上下滑动,滑块(6)分别与环形金属板(4)固定连接,环形金属板(4)的底侧轴承连接外螺纹管(7)的上端,环形金属板(4)的底侧固定安装能够使外螺纹管(7)转动的驱动装置(24),竖管(1)外周的中部开设左右对称的条形透槽(11),条形透槽(11)的上部分别铰接支撑杆(12)的上端,支撑杆(12)内侧的上部分别铰接连杆(13)上端一端,外螺纹管(7)外周的下端螺纹安装丝母(14),连杆(13)的另一端分别与丝母(14)铰接;竖管(1)的下部设有下环形隔板(15),上环形隔板(2)的内侧固定连接电缆(16)的外周,电缆(16)的上端与地面设备相连接,电缆(16)的下端穿过环形电磁铁(3)、环形金属板(4)、外螺纹管(7)与下环形隔板(15),电缆(16)外周的下端与下环形隔板(15)的内侧固定连接,竖管(1)的底侧开设球面透槽(17),球面透槽(17)内活动安装圆球(18),圆球(18)能够在球面透槽(17)内向任意方向转动,圆球(18)的顶侧开设通孔(19),通孔(19)内固定安装连管(20),连管(20)的下端固定连接地震计(21)顶侧的中间,连管(20)的上端位于竖管(1)内,地震计(21)电缆的上端从连管(20)下端的预留孔穿入连管(20)内并从连管(20)的上端穿出,连管(20)与地震计(21)的电缆固定连接,地震计(21)电缆的上端与电缆(16)的下端通过数个软导线(22)电性连接,地震计(21)能够保持水平状态;竖管(1)的底部固定安装套装于圆球(18)外周的环形电加热棒(23),环形电加热棒(23)的内侧固定连接锡条环(27)的外周,环形电加热棒(23)、驱动装置(24)、环形电磁铁(3)分别通过电缆(16)与地面控制设备电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种矿山地区地震监测仪,其特征在于:所述的圆球(18)与竖管(1)为金属铜。
3.根据权利要求1所述的一种矿山地区地震监测仪,其特征在于:所述的驱动装置(24)包括外螺纹管(7)外周的上端固定安装的同轴的环形齿轮(8),环形金属板(4)的底侧镶嵌安装电机(9),电机(9)转轴的下端固定安装齿轮(10),齿轮(10)与环形齿轮(8)啮合配合。
4.根据权利要求1所述的一种矿山地区地震监测仪,其特征在于:所述的环形金属板(4)包括上铁板(41)与无磁固定板(42),上铁板(41)的底侧与无磁固定板(42)顶侧固定连接。
5.根据权利要求3所述的一种矿山地区地震监测仪,其特征在于:所述的电机(9)为交流伺服电机。
6.根据权利要求1所述的一种矿山地区地震监测仪,其特征在于:所述的地震计(21)的底侧均匀设有数个螺纹孔(25),螺纹孔(25)内分别螺纹安装螺栓(26)。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20201106 Termination date: 20210617 |