一種巷道內(nèi)布置的地震ct探測用震動波激發(fā)方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種地震CT探測技術(shù)，尤其是一種煤礦井下地震CT探測技術(shù)，具體地說是一種巷道內(nèi)布置的地震CT探測用震動波激發(fā)方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]沖擊礦壓、煤與瓦斯突出等動力災(zāi)害的發(fā)生與煤巖體聚集的高應(yīng)力直接相關(guān)。根據(jù)波速和應(yīng)力之間較好的對應(yīng)關(guān)系，地震CT探測技術(shù)可以反演煤巖體開挖過程中的應(yīng)力分布特征，從而預(yù)測預(yù)報下一時段的沖擊礦壓和其他一些動力顯現(xiàn)的危險區(qū)域。近年來，該技術(shù)開始在煤礦領(lǐng)域應(yīng)用，通過在煤層回采工作面進行放炮產(chǎn)生震動波震源，這種方式安全隱患多，工程量大，使地震CT探測技術(shù)難以經(jīng)常性地重復(fù)使用，不能夠及時反映工作面應(yīng)力的動態(tài)變化、轉(zhuǎn)移情況，不能實現(xiàn)動力災(zāi)害預(yù)測預(yù)報的自動化和常態(tài)化。
[0003]目前，地震勘探用可控震源多是在地面和海洋使用，還缺少適用煤礦井下巷道工作環(huán)境，能夠長期、穩(wěn)定、可控地在煤巖體中激發(fā)震動波的方法和裝置，使地震CT探測技術(shù)在動力災(zāi)害預(yù)測和預(yù)報方面難以充分發(fā)揮其潛能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的針對使用炸藥震源安全隱患多、效率低、工程量大，難以利用地震CT探測技術(shù)及時反映工作面應(yīng)力的動態(tài)變化、轉(zhuǎn)移情況，難以滿足沖擊礦壓、煤與瓦斯突出等動力災(zāi)害的動態(tài)、及時預(yù)測預(yù)報的需求等問題，發(fā)明一種巷道內(nèi)布置的地震CT探測用震動波激發(fā)方法和裝置，該震源能夠在巷道中便捷地布置，長期、穩(wěn)定、可控地在煤巖體中激發(fā)震動波。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案之一是:
一種巷道內(nèi)布置的地震CT探測用震動波激發(fā)方法，其特征是:
首先，通過頂緊機構(gòu)10頂緊巷道頂板11，將機身8固定在巷道頂板11和底板4之間，或通過錨桿、錨索端頭20將機身8固定在巷道壁上；
其次，利用彈簧驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動錘頭6擊打埋設(shè)在巷道底板4中的墊板1，第一墊板I擊打煤巖體，或通過擊打放置在巷道底板4表面的第二墊板32，墊板32擊打煤巖體，在煤巖體中激發(fā)產(chǎn)生可控震動波，供CT探測裝置檢測，進行震動波層析成像反演，從而得到煤巖體應(yīng)力分布特征和高應(yīng)力分布區(qū)域，實現(xiàn)動力災(zāi)害的預(yù)測預(yù)報。
[0006]所述的頂緊機構(gòu)10包括液壓頂緊式、氣動頂緊式和螺旋機械頂緊式。
[0007]彈簧驅(qū)動機構(gòu)包括氣體彈簧9驅(qū)動式或金屬彈簧27驅(qū)動式。
[0008]所述的氣體彈簧9包括空氣式和氮氣式。
[0009]所述的氣體彈簧9或金屬彈簧27通過液壓提升式、氣動提升式、螺旋機械提升式、和滑輪提升式提升機構(gòu)驅(qū)動帶動錘頭上移和沖擊第一墊板I或第二執(zhí)行板32。
[0010]所述的第一墊板I埋設(shè)在巷道底板4中，放置在底座2上或放置在底座33中，一側(cè)接觸煤巖體；所述的第二墊板32放置在巷道底板4表面；第一墊板I的預(yù)緊力通過頂緊機構(gòu)10頂緊巷道的反作用力或預(yù)緊裝置實現(xiàn)，第二墊板的預(yù)緊力通過頂緊機構(gòu)10頂緊巷道的反作用力實現(xiàn)；所述的預(yù)緊裝置包括液壓頂緊式、氣動頂緊式或螺旋機械頂緊式。
[0011]通過調(diào)節(jié)錘頭的質(zhì)量、氣體彈簧或金屬彈簧的輸出力、沖擊行程，以及墊板的材質(zhì)、形狀、尺寸和傾斜角度，產(chǎn)生不同能量和頻率及不同縱、橫波形式的震動波。
[0012]本發(fā)明的技術(shù)方案之二是:
一種巷道內(nèi)布置的地震CT探測用震動波激發(fā)方法，其特征是:
首先，通過頂緊機構(gòu)10頂緊巷道頂板11，將機身8固定在巷道頂板11和底板4之間，或通過錨桿、錨索端頭20將機身8固定在巷道壁上；
其次，通過在機身8內(nèi)設(shè)置爆炸室35，利用氣體或固體爆炸，直接在巷道底板煤巖體中激發(fā)震動波，供CT探測裝置檢測，進行震動波層析成像反演，從而得到煤巖體應(yīng)力分布特征和高應(yīng)力分布區(qū)域，實現(xiàn)動力災(zāi)害的預(yù)測預(yù)報。
[0013]本發(fā)明的技術(shù)方案之三是:
一種巷道內(nèi)布置的地震CT探測用震動波激發(fā)裝置，其特征是它包括:
一機身8，機身8通過頂緊機構(gòu)10或錨桿、錨索端頭22固定安裝在巷道頂板11和底板4之間或巷道壁上；
一錘頭6，該錘頭6與提升機構(gòu)相連，提升機構(gòu)用于將錘頭提升到激發(fā)位置；
一釋放機構(gòu)，該釋放機構(gòu)用于將儲能后的錘頭釋放使之產(chǎn)生所需的震動波；
一激發(fā)動力源，該激發(fā)動力源為氣體彈簧或金屬彈簧，氣體彈簧或金屬彈簧受提升機構(gòu)的作用產(chǎn)生壓縮，形成驅(qū)動錘頭所需的動能，在釋放機構(gòu)動作后驅(qū)動錘頭快速沖擊第一墊板I或第二墊板32。
[0014]所述的第一墊板I埋設(shè)在巷道底板4時，機身8頂部安裝有頂緊機構(gòu)10，頂緊機構(gòu)10頂緊巷道頂板11，由機身8底部頂緊墊板I，側(cè)面抵緊底座2或底座33，底座2頂部放置橡膠體3，由壓板5壓緊，形成密閉沖擊腔；或由壓板5直接壓緊底座33，側(cè)面放置橡膠體34，預(yù)緊裝置34’抵緊第一墊板I ;所述的第二墊板32放置在巷道底板4表面時，頂緊機構(gòu)10頂緊巷道頂板11，機身8底部頂緊墊板32。
[0015]所述的氣體彈簧包括:空氣彈簧和氮氣彈簧。
[0016]所述的氣體彈簧9安裝在機身8內(nèi)部或外部，前端安裝有錘頭6，錘頭6上連接有銷子7，機身8上有銷子運動槽19 ;銷子7由爪臂13驅(qū)動上移到釋放機構(gòu)處于待激發(fā)狀態(tài)，爪臂13由缸體12驅(qū)動上下移動。
[0017]所述的頂緊機構(gòu)包括:液壓頂緊缸、氣動頂緊缸、螺旋機械頂緊裝置。
[0018]所述的金屬彈簧27安裝在機身8內(nèi)部或外部，金屬彈簧27的下端與滑套36相抵，滑套36與錘頭6同步移動，錘頭6的上端與爪鉤23相連，爪鉤23由提升機構(gòu)驅(qū)動上移，當(dāng)爪鉤上移進入起釋放作用的定位筒28中時，定位筒推動推板24使爪鉤釋放錘頭，錘頭在金屬彈簧27的彈力作用下迅速下移沖擊第一墊板I或第二墊板32產(chǎn)生震動波；所述的提升機構(gòu)包括氣動馬達31，氣動馬達31帶動滾筒30，拉動鋼絲繩26，經(jīng)過滑輪29帶動滑輪25，滑輪25安裝在爪鉤23上，爪鉤23抓緊錘頭6上移，壓縮金屬彈簧27。
[0019]本發(fā)明的技術(shù)方案之四是:
一種巷道內(nèi)布置的地震CT探測用震動波激發(fā)裝置，其特征是它包括機身8，機身8通過頂緊機構(gòu)10或錨桿、錨索端頭22固定安裝在巷道頂板11和底板4之間或巷道壁上，機身8中設(shè)有爆炸腔35。
[0020]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明可以能夠使地震CT探測技術(shù)經(jīng)常性地便捷使用，從而及時反映工作面應(yīng)力的動態(tài)變化、轉(zhuǎn)移情況，實現(xiàn)動力災(zāi)害預(yù)測預(yù)報的自動化和常態(tài)化。
[0021]本發(fā)明通過頂緊機構(gòu)將震源固定在巷道頂板底板之間，或通過錨桿、錨索端頭將震源固定在巷道壁上，能夠在巷道中便捷地布置，較之現(xiàn)有的氣動式、液壓式和電磁式震源，能夠適應(yīng)煤礦井下巷道工作環(huán)境，結(jié)構(gòu)簡單，安裝、拆卸方便，可替代爆炸震源，提高地震CT探測技術(shù)的效率。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明的氣動彈簧震源結(jié)構(gòu)示意圖之一。
[0023]圖2是本發(fā)明的氣動彈簧震源結(jié)構(gòu)示意圖之二。
[0024]圖3是本發(fā)明的氣動彈簧震源結(jié)構(gòu)示意圖之三。
[0025]圖4是本發(fā)明的氣動彈簧震源在巷道中布置示意圖。
[0026]圖5是本發(fā)明的通過錨桿、錨索端頭固定的震源結(jié)構(gòu)示意圖之一。
[0027]圖6是本發(fā)明的通過錨桿、錨索端頭固定的震源結(jié)構(gòu)示意圖之一。
[0028]圖7是本發(fā)明的金屬彈簧震源結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖8是本發(fā)明的墊板放置在巷道底板表面的震源結(jié)構(gòu)示意圖之一。
[0030]圖9是本發(fā)明的墊板放置在巷道底板表面的震源結(jié)構(gòu)示意圖之一。
[0031]圖10是本發(fā)明的底座底板敞開和直接受壓的震源結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖11是本發(fā)明的帶預(yù)緊裝置的震源結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖12是本發(fā)明的帶爆炸[室的震源結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖13是本發(fā)明的機身側(cè)邊安裝有頂緊機構(gòu)的震源結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖中:1、墊板，2、底座，3、橡膠體，4、巷道底板，6、錘頭，7、銷子，8、機身，9、氣體彈簧，10、頂緊機構(gòu)，11、巷道頂板，12、缸體，13、爪臂，14、抓鉤，15、彈簧，16、抓鉤安裝板，27、金屬彈簧，33、底座，17、氣缸，18、夾板，19、銷子運動槽，20、錨桿、錨索端頭，21、鋼板，22、鋼板，23、爪鉤，24、推板，25、滑輪，26、鋼絲繩，27、金屬彈簧，28、定位筒，29、滑輪，30、滾筒，31、氣動馬達，32、墊板，33、底座，34、橡膠體，34’、預(yù)緊裝置，35、爆炸室，36、滑套，37氣缸。
【具體實施方式】
[0036]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0037]實施例一。<