CN206470412U - 一种煤矿井下槽波探测用的可控震源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种煤矿井下槽波探测用的可控震源，具体涉及煤矿勘测技术领域。该煤矿井下槽波探测用的可控震源包括位于井上的控制器、信号发生器和功率放大器，位于井下的信号发射机构和信号接收机构，信号发射机构通过第一电缆与信号发生器和功率放大器电控连接，信号发射机构包括第一夹持机构，第一夹持机构上夹持有超磁致伸缩致动器，超磁致伸缩致动器连接有机械传递机构，机械传递机构的输出端连接声辐射器；信号接收机构通过第二电缆与控制器电控连接，信号接收机构包括第二夹持机构，第二夹持机构上夹持有信号接收器、低噪放大器组和相关滤波器组。
Description
技术领域
本实用新型涉及煤矿勘测技术领域，具体涉及一种煤矿井下槽波探测用的可控震源。
背景技术
我国能源发展战略是：坚持以煤炭为主体，电力为中心，油气和新能源全面发展。因此，煤炭作为主体能源的地位将在很长一段时间内保持下去。而我国以地下采煤为主，开采技术条件复杂，其中地质条件是制约采掘机械化、井下作业环境和煤矿企业可持续发展的主要因素。随着科学发展观在煤矿企业的落实，以及国民经济快速发展对能源需求的骤增，一批高产高效矿井正在建设或陆续投产，一是要求在探测的采区内在地面选择适宜的勘查手段，如：地面高分辨二维和三维地震勘探，电法对采区进行探测，为采区规划设计提供地质依据。二是在大型重达上千吨综采设备安装前或采区开采前，在矿井下查明与控制工作面内一切地质异常体，如：小断层和小褶曲、煤层厚度变化、煤层冲刷、剥蚀、煤层分叉、合并与尖灭、陷落柱、岩浆岩侵入煤层变焦、瓦斯涌出、岩溶及老空空间分布、可能的涌水点及通道、顶底板富水情况、顶板与围岩的稳定性等等。
这些地质异常即使规模小，如果不及时超前探查，不但造成采掘系统布局不合理，资源浪费，还直接影响高产高效工作面的持续开采及矿井水害的有效防治，更甚者危及整个矿井和矿工安全。一旦发生问题，损失巨大。由于一个等于煤厚小断层存在，导致工作面无法正常推进，设备被迫搬迁，经济损失惊人。例如联邦德国约有20％左右综采面都遇到没有预料到的地质破坏；前苏联有三分之一综采工作面，因地质条件变化而被迫搬迁。另外，众多的地方小煤矿，多数开采零星的煤田边角，原勘探程度低，构造相对复杂，给矿井采区设计和采掘造成很大影响。据不完全统计，1955年至2002年四十余年来，全国煤矿发生300m3/h以上突水达893次，淹没矿井398次，造成直接经济损失达十亿元。例如：1984年6月，开滦范各庄煤矿2171综采工作面发生充水陷落柱透水灾害，突水高峰期11h，平均涌水量达123180m3/h，仅21h淹没年产300万吨的整个矿井，8天后又淹没了吕家坨矿。经济损失达4亿元。1993年肥城矿业集团国家店矿-210北大巷突水，涌水量32970m3/h，6个半小时矿井淹没，且株连相邻的南高等矿和兴隆矿，经济损失达1.1亿元。1996年皖北煤电公司任楼煤矿7222工作面突水，水量达34570m3/h，由于岩溶性陷落柱突水处水源充足，总水量达30万m3，不到48小时将整矿井淹没，经济损失达数亿元。
随着勘测技术的不断发展，各种勘测方法应运而生，其中，槽波地震勘探主要是利用在井下煤层中激发和传播的导波(煤层波)来判断煤层压力的相对高低，对安全开采具有重要的意义。
槽波勘探方法主要通过在煤层内炮点安置震源产生地震源，向顶底板传播，当震源产生的地震波传播到煤层顶板和底板界面上将会被全部反射回煤层之中，相互混响、叠加形成槽波。因此，震源是槽波勘探领域中一个较为关键的因素，现有的震源由于不确定性大，容易使整个勘测结果产生较大的误差，从而影响整个勘测过程。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对上述不足，提出了一种通过控制器控制地下部分发出有效的震动源，从而实现对煤矿井下槽波探测的煤矿井下槽波探测用的可控震源。
本实用新型具体采用如下技术方案：
一种煤矿井下槽波探测用的可控震源，其特征在于，包括位于井上的控制器、信号发生器和功率放大器，位于井下的信号发射机构和信号接收机构，信号发射机构通过第一电缆与信号发生器和功率放大器电控连接，信号发射机构包括第一夹持机构，第一夹持机构上夹持有超磁致伸缩致动器，超磁致伸缩致动器连接有机械传递机构，机械传递机构的输出端连接声辐射器；信号接收机构通过第二电缆与控制器电控连接，信号接收机构包括第二夹持机构，第二夹持机构上夹持有信号接收器、低噪放大器组和相关滤波器组。
优选地，位于井上部分还包括第一固定板和第二固定板，信号发生器和功率放大器安装于第一固定板上，控制器安装于第二固定板上。
优选地，位于井上部分还包括第一绞盘和第二绞盘，第一绞盘的固定部位于第一固定板上，第二绞盘的固定部位于第二固定板上，第一绞盘上缠绕有连接井上部分与井下部分的第一吊索，第二绞盘上缠绕有连接井上部分和井下部分的第二吊索。
优选地，所述第一绞盘与第二绞盘对称设置。
优选地，所述第一固定板与第二固定板的下端面均匀设置有多个固定栓。
优选地，所述机械传递机构为换能器。
优选地，所述信号发射机构和信号接收机构上均安装有定位器。
本实用新型具有如下有益效果：控制器能够控制信号的发射和接收，过程可控，提高了探测效率，通过超磁致伸缩致动器和机械传递机构协同作用，将电信号转化为需要的机械信号，整个过程通过控制器控制可准确实现，安全快捷；信号发射机构和信号接收机构上均安装有定位器，可以实时掌握信号发射机构和信号接收机构上均安装有定位器，可以实时监控地下部分的位置信息，便于对探测结果的计算和分析。
附图说明
图1为煤矿井下槽波探测用的可控震源结构示意图。
其中，1为控制器，2为信号发生器，3为功率放大器，4为第一电缆，5为第二电缆，6为第一绞盘，7为第二绞盘，8为第一夹持机构，9为超磁致绳索致动器，10为机械传递机构，11为声辐射器，12为第二夹持机构，13为信号接收器，14为低噪放大器组，15为相关滤波器组，16为第一固定板，17为固定栓，18为第一吊索，19为第二吊索，20为第二固定板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型的具体实施方式做进一步说明：
如图1所示，一种煤矿井下槽波探测用的可控震源，包括位于井上的控制器1、信号发生器2和功率放大器3，位于井下的信号发射机构和信号接收机构，信号发射机构通过第一电缆4与信号发生器和功率放大器电控连接，信号发射机构包括第一夹持机构8，第一夹持机构8上夹持有超磁致伸缩致动器9(GMA)，超磁致伸缩致动器9连接有机械传递机构10，机械传递机构10可以采用换能器，机械传递机构10的输出端连接声辐射器11；信号接收机构通过第二电缆5与控制器1电控连接，信号接收机构包括第二夹持机构12，第二夹持机构12上夹持有信号接收器13、低噪放大器组14和相关滤波器组15。
位于井上部分还包括第一绞盘和第二绞盘，第一绞盘的固定部位于第一固定板上，第二绞盘的固定部位于第二固定板上，第一绞盘上缠绕有连接井上部分与井下部分的第一吊索，第二绞盘上缠绕有连接井上部分和井下部分的第二吊索，第一绞盘6与第二绞盘7对称设置，第一绞盘6的固定部位于第一固定板16上，第二绞盘7的固定部位于第二固定板20上，第一吊索18缠绕于第一绞盘6上，第二吊索19缠绕于第二绞盘7上。
该煤矿井下槽波探测用的可控震源的工作原理为：将第一固定板16和第二固定板20通过固定栓17牢牢的规定在矿井口附近的地面处，通过第一吊索18、第二吊索19、第一绞6、和第二绞7的配合将位于井下部分放入到井内，将位于井下部分的信号发射机构布置在工作面的一个巷道内，信号接收机构布置在工作面的另一巷道内，检查确认一切准备就绪后，接通电源开始测量；当在煤层中激发一个震动时，便会产生地震波，包括P波和S波。这个地震波向四周扩散，传播；在煤层内部直接向前传播的称为直达波。由于煤层的波速明显低于顶板和底板的围岩波速，当震源产生的地震波传播到煤层顶板和底板界面上将会被全部反射回煤层之中，相互混响、叠加形成槽波，槽波法探测的距离与煤层厚度成正，煤层越薄槽波的频散特性也越强。根据槽波的特性分析矿井下煤层的存储情况。
当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种煤矿井下槽波探测用的可控震源，其特征在于，包括位于井上的控制器、信号发生器和功率放大器，位于井下的信号发射机构和信号接收机构，信号发射机构通过第一电缆与信号发生器和功率放大器电控连接，信号发射机构包括第一夹持机构，第一夹持机构上夹持有超磁致伸缩致动器，超磁致伸缩致动器连接有机械传递机构，机械传递机构的输出端连接声辐射器；信号接收机构通过第二电缆与控制器电控连接，信号接收机构包括第二夹持机构，第二夹持机构上夹持有信号接收器、低噪放大器组和相关滤波器组。
2.如权利要求1所述的一种煤矿井下槽波探测用的可控震源，其特征在于，位于井上部分还包括第一固定板和第二固定板，信号发生器和功率放大器安装于第一固定板上，控制器安装于第二固定板上。
3.如权利要求2所述的一种煤矿井下槽波探测用的可控震源，其特征在于，位于井上部分还包括第一绞盘和第二绞盘，第一绞盘的固定部位于第一固定板上，第二绞盘的固定部位于第二固定板上，第一绞盘上缠绕有连接井上部分与井下部分的第一吊索，第二绞盘上缠绕有连接井上部分和井下部分的第二吊索。
4.如权利要求3所述的一种煤矿井下槽波探测用的可控震源，其特征在于，所述第一绞盘与第二绞盘对称设置。
5.如权利要求2所述的一种煤矿井下槽波探测用的可控震源，其特征在于，所述第一固定板与第二固定板的下端面均匀设置有多个固定栓。
6.如权利要求2所述的一种煤矿井下槽波探测用的可控震源，其特征在于，所述机械传递机构为换能器。
7.如权利要求1所述的一种煤矿井下槽波探测用的可控震源，其特征在于，所述信号发射机构和信号接收机构上均安装有定位器。
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| CN113820738A (zh) * | 2021-09-15 | 2021-12-21 | 中煤科工开采研究院有限公司 | 一种用于煤岩体应力测量的震源设备 |
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