[发明专利]一种矿井巷道槽波分布式超前探测系统和方法

说明书

本发明属于煤田地质勘探中矿用仪器探测技术领域，公开了一种矿井巷道槽波分布式超前探测系统和方法，系统包括主机、震源激发器、三个采集站和三个检波器；所述震源激发器用于产生震源信号，所述三个检波器分别布置在巷道迎头正前方、巷道左侧帮和巷道右侧帮位置，并且呈正三角形布置，用于接收所述震源激发器发出的震源信号；所述三个检波器的信号输出端通过数据传输线分别连接一个采集站；所述三个采集站依次连接后与所述主机连接，用于将检波器发送的地震信号转化为数字信号后发送给主机。本发明可以探测巷道前方异常的走向及位置，实现了超前探测100m。

技术领域

本发明属于煤田地质勘探中矿用仪器探测技术领域，具体涉及一种矿井巷道槽波分布式超前探测系统和方法。

背景技术

巷道掘进过程中，常因无计划揭露断层、陷落柱、破碎带等地质异常体，造成瓦斯突出、巷道废弃等情况。在众多构造探测设备中，震法探测构造是相对准确的，但准确率也难以突破50%，目前的探测仪器在方法和设备上均存在缺陷，如隧道TSP探测方法在井下使用时，由于煤壁存在松动圈，检波器探测效果较差，未能准确探测出构造位置；其它地震仪也存在类似问题，有的施工耗时费力，有的笨重携带不便。

发明内容

为了提高煤矿开采超前探测的准确性，本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种矿井巷道槽波分布式超前探测系统和方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种矿井巷道槽波分布式超前探测系统，包括主机、震源激发器、三个采集站和三个检波器；所述震源激发器用于产生震源信号，所述三个检波器分别布置在航道迎头正前方、巷道左侧帮和巷道右侧帮位置，并且呈正三角形布置，用于接收所述震源激发器发出的震源信号；所述三个检波器的信号输出端通过数据传输线分别连接一个采集站；所述三个采集站依次连接后与所述主机连接，用于将检波器发送的地震信号转化为数字信号后发送给主机，所述主机用于接收并保存所述三个检波器发送的检测信号。

所述震源激发器为激发锤。

所述三个检波器均为胶囊式检波器。

所述胶囊式检波器包括检波器本体、密封卡环、胶囊外套、橡胶管、信号传输接口和充气阀门，所述检波器本体的外壳为一端开口的胶囊内衬，所述胶囊外套为橡胶材料制成，其呈圆筒式设置在套胶囊内衬外侧，并通过两个位于胶囊内衬两端的密封卡环与所述胶囊内衬固定连接；胶囊内衬上设置有位于所述两个密封卡环之间的通气孔；橡胶管的一端通过螺母与胶囊内衬的开口端密封连接，另一端设置有充气阀门；所述检波器本体内的信号线从胶囊内衬的开口端引出，并通过所述橡胶管后与所述信号传输接口电连接。

另一方面，本发明还提供了所述的一种矿井巷道槽波分布式超前探测系统的探测方法，包括以下步骤：

S1、分别在三个检波器对应的安装位置的煤壁上打2m深孔，穿过煤壁松动圈，将检波器安放于孔中，通过对胶囊充气使检波器与煤壁耦合完好；

S2、将检波器与采集站连接，采集站与主机连接好；

S3、在不同的激发点通过锤击方式进行激发，通过主机采集三个检测器发送的数据；

S4、通过采用三点定位法确定异常地质构造所在位置。

所述步骤S3中，激发点位于巷道左侧帮、巷道右侧帮和巷道迎头的不同位置。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明提供了一种矿井巷道槽波分布式超前探测系统和方法，系统包括主机、采集站、检波器、数据传输线和震源激发器，通过采用胶囊式速度传感器作为检波器，并利用正三角形三点式观测方式，根据巷道宽度，在迎头中间布置一检波器，通过计算在巷道两帮适当距离各布置一个检波器，每一次震源产生时，三个检波器从不同的方向和位置采集数据，此外，检波器为胶囊式检波器，其与孔壁耦合效果好，可以提高检测的精度；通过后期反演可确定巷道前方异常的走向及位置，实现了超前探测100m。