多脉冲电火花源定向声波超前探测系统及超前地质预报方法技术方案

本发明专利技术属于超前地质预报领域，公开了一种多脉冲电火花源定向声波超前探测系统及超前地质预报方法。其中系统包括定向电火花激励源、声波接收传感器、上位机以及多能级储能电容；定向电火花激励源有多个且均能够独立激励定向高频声波信号；每个定向电火花激励源均配置有旋转方位控制器；声波接收传感器有多个；多能级储能电容与各个定向电火花激励源相连，且用于向各个定向电火花激励源施加多脉冲电火花信号激励。本发明专利技术利用定向电火花激励源和多次脉冲激励的形式增强声波信号传播距离，通过定向的电火花源声波激励和多频段信号叠加的形式对开挖面前方全方位定向聚焦，以提升不良地质体的分辨能力，从而获取异常地质体位置和赋存状态的准确刻画。和赋存状态的准确刻画。和赋存状态的准确刻画。

【技术实现步骤摘要】
多脉冲电火花源定向声波超前探测系统及超前地质预报方法


[0001]本专利技术属于超前地质预报
，尤其涉及一种多脉冲电火花源定向声波超前探测系统及超前地质预报方法。

技术介绍

[0002]城市近地表的隧道开挖，露天法矿产开采条件等浅地表工程地球物理探测问题，其地层以软岩土条件为主，其主要面临的孤石、空洞、接触不密实、复合地层等灾害源，易造成涌水溃砂、失稳坍塌、滑坡等地质灾害，导致人员伤亡、掘进机被淹没、设计路线更改、施工工期延误等问题。
[0003]因此，如果能够对开挖面前方的灾害源提前探明，从而获取不良地质体规模及赋存状态，则能够为实际施工开挖提供沿线的地质信息，实现灾害的超前处置，同时可以对掘进机掘进参数、矿山边坡支护参数的调整提供科学依旧，实现地质风险的有效规避，进而保障人员及财产的安全和高效施工。
[0004]目前，常用的超前探测方法主要包括钻探法和物探方法两类。其中，钻探法虽然能准确、直观获取地质参数，但钻探法获得的信息范围小，降低施工效率，不满足高精度的施工的需求。采用地震波法、电磁法为代表的物探方法是解决高精度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多脉冲电火花源定向声波超前探测系统，其特征在于，包括定向电火花激励源、声波接收传感器、上位机以及多能级储能电容；其中，定向电火花激励源有多个，且每个定向电火花激励源均能够独立激励定向高频声波信号；每个定向电火花激励源均配置有旋转方位控制器，且各旋转方位控制器分别用于驱动各自对应的定向电火花激励源旋转；声波接收传感器有多个，且所述声波接收传感器用于接收回波信号，并将接收到的回波信号传递至所述上位机；多能级储能电容与各个定向电火花激励源相连，其中，多能级储能电容向各个定向电火花激励源施加多脉冲电火花信号激励；所述旋转方位控制器、多能级储能电容分别与所述上位机相连。2.根据权利要求1所述的多脉冲电火花源定向声波超前探测系统，其特征在于，所述定向电火花激励源包括激励源电极以及声波信号反射板；所述声波信号反射板采用曲面结构；其中，激励源电极位于声波信号反射板曲面的焦点上，激励源电极产生声波源并经过声波信号反射板反射后形成定向高频声波信号。3.根据权利要求1或2所述的多脉冲电火花源定向声波超前探测系统，其特征在于，所述定向电火花激励源的前端配置有锥形钻头。4.根据权利要求1所述的多脉冲电火花源定向声波超前探测系统，其特征在于，每个定向电火花激励源均配置有多连杆伸缩器；其中，多连杆伸缩器与定向电火花激励源相连，且用于实现定向电火花激励源的伸缩控制。5.根据权利要求3所述的多脉冲电火花源定向声波超前探测系统，其特征在于，所述锥形钻头的前端设有压力传感器。6.根据权利要求1所述的多脉冲电火花源定向声波超前探测系统，其特征在于，上位机控制多能级储能电容向各个所述定向电火花激励源零时间延迟或延迟激发产生定向高频声波信号。7.根据权利要求1所述的多脉冲电火花源定向声波超前探测系统，其特征在于，所述多能级储能电容包括多个储能电容以及激活电路；定义处于放电状态下的储能电容为工作电容，处于充电状态下的储能电容为备用电容；激活电路在各个储能电容之间切换，建立工作电容激励和备用电容依次激励、交替充电的循环激励模式，实现多脉冲电火花信号激励。8.根据权利要求1所述的多脉冲电火花源定向声波超前探测系统，其特征在于，所述多脉冲电火花源定向声波超前探测系统还包括接收数据预...

【专利技术属性】
技术研发人员：付超，
申请(专利权)人：内蒙古大学，
类型：发明
国别省市：