一种孔中地震探头及其围岩检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种孔中地震探头及其围岩检测装置。孔中地震探头包括依次相接的一个震源装置和至少两个信号接收装置，且震源装置位于孔中地震探头的前端。每个信号接收装置包括一个载体、至少一个传感器芯体、至少一个贴壁耦合装置、一个隔震装置。这些信号接收装置的所有载体一字排开，每个载体的外壁上设置至少一个贴壁耦合装置，相邻两个载体之间通过一个隔震装置连接，每个载体内安装至少一个传感器芯体。本实用新型专利技术便携、实现多角度钻孔自耦合，地震波数据信噪比高，利用地震勘探技术可形成波速结果、频率曲线、面波测试结果、反射及散射剖面等成果。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种孔中地震探头、应用所述孔中地震探头的检测装置，尤其涉及一种孔中地震探头、应用所述孔中地震探头的基于地震波法的围岩松动与围岩分级检测装置。
技术介绍
天然状态下的地壳岩层，通常处于应力平衡状态，由于在岩体中开挖巷道而改变了岩体的边界条件，破坏了岩体的相对平衡状态，使岩体中的天然应力场发生变化，在巷道周围一定范围内重新产生新的应力平衡。所谓的围岩松动圈，就是由于围岩应力重新分布，在巷道围岩一定范围内形成应力松驰区，也称围岩松动范围(引用文献：史永东，张凯等，弹性波测试技术在巷道围岩松动圈测试中的应用，2002，18(06)：1-2)。由于围岩松动圈存在于围岩内部，不能直接进行观测，需要依靠一定的技术手段，因此如何可靠地测试出松动圈范围成为工程技术人员非常关心的一个问题。巷道围岩松动圈的测试技术很多，并随着岩土工程和科学技术的不断进步而发展，其中主要包括声波法，多点位移计法，地质雷达法，地震波法，电阻率法和渗透法等。声波方法在测试中，经常要提供风和水管，工作量较大。采用水作为声波探头与岩石孔壁的耦合媒介，对水的流量、压力和水质要求较高，实际操作困难，在软岩和煤层中测试困难；多点位移计测试方法观测工作量大，仪器为一次性消耗，费用高，精度较差，所需时间较长；地质雷达法仪器易受金属干扰；电阻率法测量方便、测试范围大，需要良好的电极布置的技术要求高；渗透率法缺点是对于软岩和遇水膨胀的岩层，测试困难，工作量大；地震波法大多在钻孔外进行探测，探测范围较大，但对于孔内探测，探头布置、仪器安装较困难，国内应用也较少(贾颖绚，宋宏伟，巷道围岩松动圈测试技术与探讨，2004(10)：149-150)。
技术实现思路
本技术所要解决的问题是针对
技术介绍
的不足提出提供了一种孔中地震探头、应用所述孔中地震探头的基于地震波法的围岩松动与围岩分级检测装置，所述孔中地震探头具有小型化、稳定性强的特点，所述检测装置及其检测方法具有自动化程度高、精度高、工作效率高、且易便携的特点。为实现上述目的，本技术采用了以下技术方案：一种孔中地震探头；其包括依次相接的一个震源装置和至少两个信号接收装置，且震源装置位于孔中地震探头的前端；每个信号接收装置包括一个载体、至少一个传感器芯体、至少一个贴壁耦合装置、一个隔震装置；这些信号接收装置的所有载体一字排开，每个载体的外壁上设置至少一个贴壁耦合装置，相邻两个载体之间通过一个隔震装置连接，每个载体内安装至少一个传感器芯体。作为上述方案的进一步改进，每个信号接收装置还包括至少一个隔音装置，每个载体内的这些传感器芯体罩有至少一个隔音装置。进一步地，每个载体内的传感器芯体的数量为两个及以上时，每个传感器芯体罩一个隔音装置，或者所有的传感器芯体共同罩一个隔音装置。作为上述方案的进一步改进，传感器芯体的灵敏度方向垂直于孔中地震探头沿钻孔延伸的方向。作为上述方案的进一步改进，传感器芯体的灵敏度方向平行于孔中地震探头沿钻孔延伸的方向。作为上述方案的进一步改进，传感器芯体在相应载体内的数量为两个及以上时，至少有一个传感器芯体的灵敏度方向垂直于孔中地震探头沿钻孔延伸的方向，且至少有一个传感器芯体的灵敏度方向平行于孔中地震探头沿钻孔垂直的方向。作为上述方案的进一步改进，孔中地震探头后端的载体的端面上设置有便于孔中地震探头连接用的连接头。本技术还提供一种基于地震波法的围岩松动与围岩分级检测装置，其采用上述任意孔中地震探头。作为上述方案的进一步改进，所述检测装置还包括导杆、连接线及处理设备；孔中地震探头通过导杆推送至钻孔中，并通过连接线与所述处理设备电性连接。优选地，所述处理设备包括无线地震采集基站、移动终端；孔中地震探头通过连接线与无线地震采集基站相连，移动终端与无线地震采集基站实现无线通讯；移动终端为手持式Pad终端或手机。本技术的有益效果如下：1、所采用的基于地震波法的围岩松动与围岩分级检测装置结构简单且设计合理，便于携带及安装，操作简单快捷，工作效率较高，主要由孔中探头、导杆、无线地震采集基站、连接大线及手持式终端组成；2、所采用的基于地震波法的围岩松动与围岩分级检测装置利用地震勘探原理采集地震信号，可实时监测地震数据质量，数据真实可靠，探测精度高；3、本技术的孔中探头具有特制的贴壁耦合装置，因此不受钻孔方位及角度的影响，不需要依靠耦合剂进行工作，适用于各种方位及角度的钻孔、含水孔及干孔，操作简单，工作效率高；4、本技术的孔中探头集成了震源装置，可实现地震信号的孔内激发-孔内接收，对于钻孔内部周围空间物性探查更为有效，同时支持地震信号孔外激发-孔内接收的模式，实现多种观测系统下的围岩松动探查；5、本技术的孔中探头内有隔音装置，在传感器接收地震信号的同时，可以有效的隔绝声波干扰，提高地震数据的信噪比，探测精度高。附图说明图1是本技术基于地震波法的围岩松动与围岩分级检测装置的结构示意图。图2是本技术孔中探头实施例1的结构示意图。图3是本技术孔中探头实施例2的结构示意图。图4是本技术孔中探头实施例3的结构示意图。图5是本技术孔中探头实施例4的结构示意图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。请参阅图1，本技术基于地震波法的围岩松动与围岩分级检测装置包括孔中地震探头1、导杆2、连接线4及处理设备。孔中地震探头1通过导杆2推送至钻孔中，并通过连接线4与所述处理设备电性连接。所述处理设备通过孔中地震探头1获取围岩目标探测区域内的地震信号并进行处理。所述处理设备可采用一些工控主机、上位机等等，可有线连接也可无线连接。为了方便应用，所述处理设备可采用无线通讯方式，如包括无线地震采集基站3、移动终端5。移动终端5可为手持式Pad终端5或手机等等便携式的移动终端。孔中地震探头1通过连接线4与无线地震采集基站3相连，移动终端5与无线地震采集基站3实现无线通讯。在本实施例中，基于地震波法的围岩松动圈探测装置包括孔中地震探头1、导杆2、无线地震采集基站3、连接线4及手持式Pad终端。孔中地震探头1通过导杆2推送至钻孔中，孔中地震探头1通过连接线4与无线地震采集基站3相连，所述手持式终端通过WiFi无线设置参数及传输地震数据，并实时监测地震数据质量。探测时通过导杆2将孔中地震探头1送入钻孔中，孔外震源或孔内震源装置激发地震波过程中，孔中地震探头1沿钻孔方向推进移动，排列长度及叠加次数增加，进而获得钻孔周围整个空间的地震波速度及频率信息。孔中地震探头1的结构有很多种，请结合图2，实施例1的孔中地震探头1包括依次相接的一个震源装置10和至少两个信号接收装置。每个信号接收装置包括一个载体12、至少一个传感器芯体6、至少一个贴壁耦合装置7、一个隔震装置8、至少一个隔音装置9。这些信号接收装置的所有载体12一字排开，每个载体12上设置至少一个贴壁耦合装置7，相邻两个载体12之间通过一个隔震装置8连接。每个载体12内安装至少一个传感器芯体6，且每个载体12内的这些传感器芯体6罩有至少一个隔音装置9。在本实施例中，信号接收装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种孔中地震探头；其特征在于：其包括依次相接的一个震源装置(10)和至少两个信号接收装置，且震源装置(10)位于孔中地震探头(1)的前端；每个信号接收装置包括一个载体(12)、至少一个传感器芯体(6)、至少一个贴壁耦合装置(7)、一个隔震装置(8)；这些信号接收装置的所有载体(12)一字排开，每个载体(12)的外壁上设置至少一个贴壁耦合装置(7)，相邻两个载体(12)之间通过一个隔震装置(8)连接，每个载体(12)内安装至少一个传感器芯体(6)。

【技术特征摘要】
1.一种孔中地震探头；其特征在于：其包括依次相接的一个震源装置(10)和至少两个信号接收装置，且震源装置(10)位于孔中地震探头(1)的前端；每个信号接收装置包括一个载体(12)、至少一个传感器芯体(6)、至少一个贴壁耦合装置(7)、一个隔震装置(8)；这些信号接收装置的所有载体(12)一字排开，每个载体(12)的外壁上设置至少一个贴壁耦合装置(7)，相邻两个载体(12)之间通过一个隔震装置(8)连接，每个载体(12)内安装至少一个传感器芯体(6)。2.如权利要求1所述的孔中地震探头，其特征在于：每个信号接收装置还包括至少一个隔音装置(9)，每个载体(12)内的这些传感器芯体(6)罩有至少一个隔音装置(9)。3.如权利要求2所述的孔中地震探头，其特征在于：每个载体(12)内的传感器芯体(6)的数量为两个及以上时，每个传感器芯体(6)罩一个隔音装置(9)，或者所有的传感器芯体(6)共同罩一个隔音装置(9)。4.如权利要求1所述的孔中地震探头，其特征在于：传感器芯体(6)的灵敏度方向垂直于孔中地震探头(1)沿钻孔延伸的方向。5.如权利要求1所述的孔中地震探头，其特征在于：传感器芯体(6)的灵敏度方向平行于孔中地震探头(1)沿钻孔延伸的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘惠洲，周官群，唐润秋，任川，舒玉峰，王宗涛，邓涛，闫伟，吴记军，
申请(专利权)人：安徽惠洲地质安全研究院股份有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽;34