[发明专利]一种三分向式双波定位拾震器及其工作方法

说明书

本发明公开了一种三分向式双波定位拾震器及其工作方法，包括x分向双波接收器、y分向双波接收器和z分向双波接收器，且x分向双波接收器的接收方向、y分向双波接收器的接收方向和z分向双波接收器的接收方向均相互垂直；本发明利用P波和S波的波速不同且震动方向相互垂直的原理同时对其进行监测，即应用双波进行震源感知；同时以光纤布拉格光栅反射光的中心波长表征被测量，具有体积小、灵敏度高、频带宽、耐腐蚀、抗电磁干扰能力强、不需通电的优点，能有效适用于井下高危环境；另外利用环形弹簧的减冲吸能原理为光纤布拉格光栅的提供良好的弹性变形条件，避免光纤布拉格光栅因为较大震动能量被拉断，提高光纤布拉格光栅的使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种矿用微震监测系统的震源感知元件，具体是一种三分向式双波定位拾震器及其工作方法。

背景技术

冲击地压等矿山动力灾害一直是威胁深部矿井安全生产的一个重要因素，矿用微震监测系统通过监测采空区覆岩破断产生的震动或其他物体的震动，对监测范围内煤岩体的破坏状况、安全状况等作出评价，从而为预报和控制灾害提供依据。拾震器作为微震监测系统的重要元件，对震源的感知能力将直接影响微震监测结果的可靠性。目前矿山绝大部分震源定位只应用P波，其有效监测范围较小，监测台网外部定位误差较大，定位结果稳定性差。

同时传统光纤传感技术及电磁类传感技术也具有一些急需改进的缺点：①强度调制型光纤传感器由于受到原理的限制，它易受光源波动和连接器损耗变化等的影响，因此只能用于干扰源较小的场合；②频率调制型光纤传感器是通过被测对象引起的光频率变化来进行检测，因此需要特定材料的被测对象，对其他材料的灵敏度不高；③电磁类拾震器的体积、质量大，配件结构复杂，并且其容易受到环境电磁干扰。因此本行业亟需一种能克服上述问题的拾震器。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种三分向式双波定位拾震器及其工作方法，利用P波和S波的波速不同且震动方向相互垂直的原理同时对其进行监测，即应用双波进行震源感知；同时以光纤布拉格光栅反射光的中心波长表征被测量，具有体积小、灵敏度高、频带宽、耐腐蚀、抗电磁干扰能力强、不需通电的优点，能有效适用于井下高危环境。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种三分向式双波定位拾震器，包括x分向双波接收器、y分向双波接收器和z分向双波接收器，y分向双波接收器通过两个固定器分别与x分向双波接收器和z分向双波接收器固定连接，且x分向双波接收器的接收方向、y分向双波接收器的接收方向和z分向双波接收器的接收方向均相互垂直；