CN111239799B - 一种适用于地震波探测的震源连续激发装置及工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适用于地震波探测的震源连续激发装置及工作方法，包括用于设置在炮点的固定板，所述固定板能够沿竖向固定多个雷管线，所述固定板滑动连接有小车，小车固定有气囊，气囊能够固定炮线，气囊的收缩和膨胀能够带动气囊内的炮线插入和拔出固定板上的雷管线，所述气囊与充放气机构连接，充放气机构用于向气囊冲入或抽出气体，所述小车与升降机构连接，升降机构用于驱动小车沿固定板做升降运动，采用本发明的装置工作效率高，安全性好。
Description
技术领域
本发明涉及超前地质预报技术领域，具体涉及一种适用于地震波探测的震源连续激发装置及工作方法。
背景技术
这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。
隧道修建过程中，地震波作为一种重要的超前地质预报手段，为隧道施工和支护参数调整提高科学依据，从而有效控制地质灾害的发生，降低施工风险和成本，提高掘金速度，为施工单位赢得经济和社会效益。在地震波探测施做中，需要使用炸药进行爆破进而采集数据信号。地震波探测施做需要将每个边墙炮孔中的炸药依次爆破，但是，发明人发现，每次爆破炮线连接需要人工一次次去连接，人员距离炸药比较近，尤其是在前一个炮出现哑炮的时候，十分危险。
发明内容
本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供一种适用于地震波探测的震源连续激发装置，操作简便、施工安全，既确保炸药可以依次爆破，又可以保证炮工的安全，提高施工效率。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
第一方面，本发明的实施例提供了一种适用于地震波探测的震源连续激发装置，包括用于设置在炮点的固定板，所述固定板能够沿竖向固定多个雷管线，所述固定板滑动连接有小车，小车固定有气囊，气囊能够固定炮线，气囊的收缩和膨胀能够带动气囊内的炮线插入和拔出固定板上的雷管线，所述气囊与充放气机构连接，充放气机构用于向气囊冲入或抽出气体，所述小车与升降机构连接，升降机构用于驱动小车沿固定板做升降运动。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，所述充放气机构包括注射筒，所述注射筒一端通过充气线与气囊连接，能够通过充气线向气囊充气，注射筒的另一端一侧设置有活塞，活塞与驱动件连接，驱动件能够推动活塞在注射筒内部沿注射筒轴线方向运动。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，所述驱动件包括第一电机，所述第一电机的输出轴与齿轮连接，所述齿轮与齿条相啮合，齿条能够沿注射筒轴线方向运动，所述齿条与活塞固定连接，能够带动活塞的运动。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，所述升降机构包括第二电机，所述第二电机的输出轴与连接绳的一端固定连接，连接绳的另一端与小车固定连接。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，所述固定板上设置有竖向导轨，所述小车与竖向导轨滑动连接，竖向导轨用于对小车的运动进行导向。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，所述固定板上设置有多个沿竖向设置的安装孔，所述安装孔内能够插入固定件，所述固定件用于固定雷管线。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，所述固定件包括圆柱状的第一固定部和圆锥状的第二固定部，第二固定部通过截面小的端面与第一固定部固定连接，所述第一固定部能够插入安装孔中，第一固定部内设置有与雷管线相匹配的第一线夹，所述第一线夹能够固定雷管线。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，所述气囊固定有与炮线相匹配的第二线夹，所述第二线夹能够固定炮线。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，所述固定板固定在第一基板上，所述充放气机构及升降机构固定在第二基板上，第一基板用于设置在炮点处，第二基板远离第一基板设定距离设置。
第二方面，本发明的实施例提供了一种适用于地震波探测的震源连续激发装置的工作方法，将固定好雷管线的固定板设置在炮点处，将连接有起爆器的炮线固定在气囊上，将气囊与充放气机构连接，小车与升降机构连接，充放气机构及升降机构放置在距离炮点的设定距离位置处，利用升降机构调节小车的位置，使得炮线对准雷管线，充放气机构对气囊充气，气囊膨胀，带动炮线插入雷管线，开动起爆器，引爆炸药。
本发明的有益效果：
1.使用本发明的震源连续激发装置，工作人员能够在安全的设定位置通过充气机构和升降机构控制炮线插入和拔出雷管线，无需炮工从安全设定位置一次次往返连接炮线，大大提高了工作的效率，小车了安全隐患。
2.本发明的震源连续激发装置，固定板固定在第一基板上，充放气机构及升降机构固定在第二基板上，摆放灵活，适应施工现场负责的施工环境。
3.本发明的震源连续激发装置，只需要控制充放气机构及升降机构即可完成工作的全过程，使用一名工作人员即可，既节省了人工，又节省了探测时间。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。
图1为本发明实施例1整体结构示意图；
图2为本发明实施例1整体结构侧视图；
图3为本发明实施例1充放气机构与升降机构主视图；
图4为本发明实施例1固定件结构示意图一；
图5为本发明实施例1固定件结构示意图二；
图6为本发明实施例1第二线夹结构示意图；
图7为本发明实施例1防滑横纹在夹棍上设置示意图；
其中，1.第一基板，2.固定板，3.安装孔，4.第一固定部，5.第二固定部，6.第一线夹，7.连接板，8.竖向导轨，9.小车，10.连接杆，11.气囊，12.第二线夹，12-1.夹棍，12-2.支杆，12-3.防滑横纹13.注射筒，14.充气管，15.活塞，16.第一电机，17.齿轮，18.齿条，19.第二电机，20.连接绳，21.固定环，22.第二基板，23.固定柱，24.卡板，25.卡槽，26.控制盒，27.电源线。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
正如背景技术所介绍的，地震波探测施工需要将每个边墙炮孔中的炸药依次爆破，但是每次爆破炮线连接需要人工一次次去连接，人员距离炸药比较近，尤其是在前一个炮出现哑炮的时候，十分危险，针对上述问题，本申请提出了一种适用于地震波探测的震源连续激发装置。
本申请的一种典型实施方式实施例1中，如图1-5所示，一种适用于地震波探测的震源连续激发装置，包括第一基板1，所述第一基板固定有固定板2，所述固定板上设置有多个安装孔3，多个所述的安装孔沿竖向设置，所述安装孔能够通过固定件与雷管线固定连接。
所述固定件包括圆柱状的第一固定部4及圆锥状的第二固定部5，所述第二固定部通过截面较小的端面与第一固定部一体式连接，所述第一固定部与安装孔相匹配，能够插入安装孔内，通过安装孔与固定板插接固定。
所述第一固定部内设置有与雷管线相匹配的第一线夹6，所述第一线夹为方管结构，通过连接板7固定在第一固定部内部，雷管线能够挤压固定在第一线夹内部，所述第一线夹也可采用两个能够相对转动的夹持板，两个夹持板能够夹紧雷管线，第一线夹的结构只要能够夹紧雷管线即可，可采用多种结构形式，本领域技术人员根据实际需要进行选择。
多个安装孔的一侧设置有竖向导轨8，所述竖向导轨与小车9滑动连接，小车能够通过竖向导轨沿固定板做竖向运动。
所述小车通过连接杆10固定有气囊11，所述气囊为中空圆柱筒状，其两端固定有硬质塑料，气囊的内外壁为软质橡胶，所述气囊能够与安装孔同轴设置，所述气囊靠近固定板一端的硬质塑料上固定有第二线夹12，所述第二线夹由两组夹棍12-1构成，每组夹棍具有两个，呈锐角分布，所述夹棍底部分别与气囊11靠近固定板一端的硬质塑料胶结固定，支杆12-2一端与夹棍连接，另一端与硬质塑料连接，防止第二线夹12过度变形，所述第二线夹12呈八字型，第二线夹12的各夹棍28内侧有防滑横纹12-3，防止炮线在夹棍中的滑动，所述第二线夹与炮线相匹配，第二线夹能够将炮线的一端进行固定，炮线的另一端能够与起爆器连接。所述第二线夹也可采用其他形式的夹持结构，只要能够满足将炮线夹紧即可。
所述气囊与充放气机构连接，充放气机构能够对气囊进行充气和放气，所述小车与升降机构连接，升降机构能够带动小车沿竖向导轨的运动，所述充放气机构及升降机构均安装在第二基板上。
所述充放气机构包括通过固定柱23固定在第二基板22上的注射筒13，所述注射筒一端与充气管14的一端连接面，充气管的另一端与气囊上的进气口27连接，所述注射筒的一侧设置有与注射筒相匹配的活塞15，活塞能够伸入注射筒中并且沿注射筒的轴线方向运动，从而进行对气囊的充气和放气。采用注射筒和活塞，与现有的注射器结构相近，方便取材和加工制作。
所述活塞与驱动件连接，驱动件能够带动活塞的运动，所述驱动件包括固定在第二基板的第一电机16，所述第一电机的输出轴与齿轮17固定连接，所述齿轮与齿条18相啮合，所述齿条通过横向导轨与第二基板滑动连接，所述齿条与活塞的一端固定连接，第一电机带动齿轮转动，能够利用齿轮与齿条的啮合，带动活塞的运动。
当然，所述驱动件也可采用直线电机或液压缸或电动气缸，只要能够满足能够对活塞输出直线运动即可。
气囊充气膨胀，能够通过第二线夹带动炮线运动，将炮线插入雷管线，气囊放气收缩，能够通过第二线夹将炮线拔出雷管线。
所述升降机构包括固定在第二基板的第二电机19，所述第二电机的输出轴与连接绳20的一端固定连接，连接绳的另一端通过小车上的固定环21与小车固定连接，第二电机的输出轴转动，能够带动连接绳进行收放线运动，进而带动小车沿竖向导轨做升降运动。
升降机构固定在第二基板上，可以距离爆破点射的距离，起爆时不会对升降机构造成破坏，当然升降机构也可采用其他能够远距离控制小车升降的结构，只要满足能够带动小车升降同时，不被破坏即可。
所述固定板的一侧设置有卡板24，所述卡板与第一基板及固定板均固定连接，所述卡板的顶面设置有卡槽25，所述充气管及连接绳卡入卡槽内部，防止连接绳和充气管工作过程中的随意移动。
所述第一电机利用电源线27通过换向开关及延时开关与电源连接，所述第二电机利用电源线通过换向开关及延时开关与电源连接，换向开关能够对通入第一电机的电流进行换向，进而带动气囊的充气和放气，换向开关能够对通入第二电机的电流进行换向，进而带动连接绳的收放线。
所述换向开关及延时开关集成安装到控制盒26内。
所述第一基板、固定板、小车、卡板均采用绝缘塑料制成，也可采用其他绝缘材质制成，避免出现静电、导电情况，避免意外引爆炸药，安全性大大提高。
实施例2：
本实施例公开了实施例1所述的适用于地震波探测方法的震源连续激发装置的工作方法：将第一基板放置在炮点的中间位置处，将雷管线插入固定件，并利用第一线夹固定，然后将固定件的第一固定部插入固定板，将炮线通过第二线夹固定在气囊上，炮线的另一端连接起爆器，将充气管一端与气囊连接，另一端与注射筒连接，将连接绳通过固定环与小车连接，将第二基板放置到距离第一基板的设定安全距离位置处，将控制盒放置到工作人员身边。
第二电机工作，将小车运动至设定位置，使得炮线与雷管线对齐，通过换向开关控制第一电机正转，对气囊进行充气，气囊膨胀，炮线碎固定在气囊的第二线夹运动，将炮线插入雷管线，延时开关断开第一电机与电源的连接电源线，第一电机停止工作，开动起爆器，引爆第一个炸药，待仪器记录好地震波信号数据后，换向开关控制第一电机反转，抽出气囊内的气体，气囊带动第二线夹拔出炮线，延时开关自动对第一电机断电。第二电机工作，将小车运动至设定位置，使得炮线与下一个雷管线对齐，重复上述步骤，完成多个炸药的引爆，进而完成地震波超前地质预报探测。
采用本实施例的震源连续激发装置，第一基板、第二基板及控制盒的摆放灵活，适应施工现场复杂的施工环境，且只需要一人即可完成工作，节省了人工又节省了探测时间，无需炮工从安全位置到炮点一次次往返对你炮线进行连线，大大提高了工作效率，消除了安全隐患。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种适用于地震波探测的震源连续激发装置，其特征在于，包括用于设置在炮点的固定板，所述固定板能够沿竖向固定多个雷管线，所述固定板滑动连接有小车，小车固定有气囊，气囊能够固定炮线，气囊的收缩和膨胀能够带动气囊内的炮线插入和拔出固定板上的雷管线，所述气囊与充放气机构连接，充放气机构用于向气囊冲入或抽出气体，所述小车与升降机构连接，升降机构用于驱动小车沿固定板做升降运动。
2.如权利要求1所述的一种适用于地震波探测的震源连续激发装置，其特征在于，所述充放气机构包括注射筒，所述注射筒一端通过充气线与气囊连接，能够通过充气线向气囊充气，注射筒的另一端一侧设置有活塞，活塞与驱动件连接，驱动件能够推动活塞在注射筒内部沿注射筒轴线方向运动。
3.如权利要求2所述的一种适用于地震波探测的震源连续激发装置，其特征在于，所述驱动件包括第一电机，所述第一电机的输出轴与齿轮连接，所述齿轮与齿条相啮合，齿条能够沿注射筒轴线方向运动，所述齿条与活塞固定连接，能够带动活塞的运动。
4.如权利要求1所述的一种适用于地震波探测的震源连续激发装置，其特征在于，所述升降机构包括第二电机，所述第二电机的输出轴与连接绳的一端固定连接，连接绳的另一端与小车固定连接。
5.如权利要求1所述的一种适用于地震波探测的震源连续激发装置，其特征在于，所述固定板上设置有竖向导轨，所述小车与竖向导轨滑动连接，竖向导轨用于对小车的运动进行导向。
6.如权利要求1所述的一种适用于地震波探测的震源连续激发装置，其特征在于，所述固定板上设置有多个沿竖向设置的安装孔，所述安装孔内能够插入固定件，所述固定件用于固定雷管线。
7.如权利要求6所述的一种适用于地震波探测的震源连续激发装置，其特征在于，所述固定件包括圆柱状的第一固定部和圆锥状的第二固定部，第二固定部通过截面小的端面与第一固定部固定连接，所述第一固定部能够插入安装孔中，第一固定部内设置有与雷管线相匹配的第一线夹，所述第一线夹能够固定雷管线。
8.如权利要求1所述的一种适用于地震波探测的震源连续激发装置，其特征在于，所述气囊固定有与炮线相匹配的第二线夹，所述第二线夹能够固定炮线。
9.如权利要求1所述的一种适用于地震波探测的震源连续激发装置，其特征在于，所述固定板固定在第一基板上，所述充放气机构及升降机构固定在第二基板上，第一基板用于设置在炮点处，第二基板远离第一基板设定距离设置。
10.一种权利要求1-9任一项所述的适用于地震波探测的震源连续激发装置的工作方法，其特征在于，将固定好雷管线的固定板设置在炮点处，将连接有起爆器的炮线固定在气囊上，将气囊与充放气机构连接，小车与升降机构连接，充放气机构及升降机构放置在距离炮点的设定距离位置处，利用升降机构调节小车的位置，使得炮线对准雷管线，充放气机构对气囊充气，气囊膨胀，带动炮线插入雷管线，开动起爆器，引爆炸药。
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