一种巷道内布置的地震ct探测用震动波激发方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种地震CT探测技术，尤其是一种煤矿井下地震CT探测技术，具体地说是一种巷道内布置的地震CT探测用震动波激发方法和装置。
【背景技术】
[0002]冲击矿压、煤与瓦斯突出等动力灾害的发生与煤岩体聚集的高应力直接相关。根据波速和应力之间较好的对应关系，地震CT探测技术可以反演煤岩体开挖过程中的应力分布特征，从而预测预报下一时段的冲击矿压和其他一些动力显现的危险区域。近年来，该技术开始在煤矿领域应用，通过在煤层回采工作面进行放炮产生震动波震源，这种方式安全隐患多，工程量大，使地震CT探测技术难以经常性地重复使用，不能够及时反映工作面应力的动态变化、转移情况，不能实现动力灾害预测预报的自动化和常态化。
[0003]目前，地震勘探用可控震源多是在地面和海洋使用，还缺少适用煤矿井下巷道工作环境，能够长期、稳定、可控地在煤岩体中激发震动波的方法和装置，使地震CT探测技术在动力灾害预测和预报方面难以充分发挥其潜能。
【发明内容】
[0004]本发明的目的针对使用炸药震源安全隐患多、效率低、工程量大，难以利用地震CT探测技术及时反映工作面应力的动态变化、转移情况，难以满足冲击矿压、煤与瓦斯突出等动力灾害的动态、及时预测预报的需求等问题，发明一种巷道内布置的地震CT探测用震动波激发方法和装置，该震源能够在巷道中便捷地布置，长期、稳定、可控地在煤岩体中激发震动波。
[0005]本发明的技术方案之一是:
一种巷道内布置的地震CT探测用震动波激发方法，其特征是:
首先，通过顶紧机构10顶紧巷道顶板11，将机身8固定在巷道顶板11和底板4之间，或通过锚杆、锚索端头20将机身8固定在巷道壁上；
其次，利用弹簧驱动机构驱动锤头6击打埋设在巷道底板4中的垫板1，第一垫板I击打煤岩体，或通过击打放置在巷道底板4表面的第二垫板32，垫板32击打煤岩体，在煤岩体中激发产生可控震动波，供CT探测装置检测，进行震动波层析成像反演，从而得到煤岩体应力分布特征和高应力分布区域，实现动力灾害的预测预报。
[0006]所述的顶紧机构10包括液压顶紧式、气动顶紧式和螺旋机械顶紧式。
[0007]弹簧驱动机构包括气体弹簧9驱动式或金属弹簧27驱动式。
[0008]所述的气体弹簧9包括空气式和氮气式。
[0009]所述的气体弹簧9或金属弹簧27通过液压提升式、气动提升式、螺旋机械提升式、和滑轮提升式提升机构驱动带动锤头上移和冲击第一垫板I或第二执行板32。
[0010]所述的第一垫板I埋设在巷道底板4中，放置在底座2上或放置在底座33中，一侧接触煤岩体；所述的第二垫板32放置在巷道底板4表面；第一垫板I的预紧力通过顶紧机构10顶紧巷道的反作用力或预紧装置实现，第二垫板的预紧力通过顶紧机构10顶紧巷道的反作用力实现；所述的预紧装置包括液压顶紧式、气动顶紧式或螺旋机械顶紧式。
[0011]通过调节锤头的质量、气体弹簧或金属弹簧的输出力、冲击行程，以及垫板的材质、形状、尺寸和倾斜角度，产生不同能量和频率及不同纵、横波形式的震动波。
[0012]本发明的技术方案之二是:
一种巷道内布置的地震CT探测用震动波激发方法，其特征是:
首先，通过顶紧机构10顶紧巷道顶板11，将机身8固定在巷道顶板11和底板4之间，或通过锚杆、锚索端头20将机身8固定在巷道壁上；
其次，通过在机身8内设置爆炸室35，利用气体或固体爆炸，直接在巷道底板煤岩体中激发震动波，供CT探测装置检测，进行震动波层析成像反演，从而得到煤岩体应力分布特征和高应力分布区域，实现动力灾害的预测预报。
[0013]本发明的技术方案之三是:
一种巷道内布置的地震CT探测用震动波激发装置，其特征是它包括:
一机身8，机身8通过顶紧机构10或锚杆、锚索端头22固定安装在巷道顶板11和底板4之间或巷道壁上；
一锤头6，该锤头6与提升机构相连，提升机构用于将锤头提升到激发位置；
一释放机构，该释放机构用于将储能后的锤头释放使之产生所需的震动波；
一激发动力源，该激发动力源为气体弹簧或金属弹簧，气体弹簧或金属弹簧受提升机构的作用产生压缩，形成驱动锤头所需的动能，在释放机构动作后驱动锤头快速冲击第一垫板I或第二垫板32。
[0014]所述的第一垫板I埋设在巷道底板4时，机身8顶部安装有顶紧机构10，顶紧机构10顶紧巷道顶板11，由机身8底部顶紧垫板I，侧面抵紧底座2或底座33，底座2顶部放置橡胶体3，由压板5压紧，形成密闭冲击腔；或由压板5直接压紧底座33，侧面放置橡胶体34，预紧装置34’抵紧第一垫板I ;所述的第二垫板32放置在巷道底板4表面时，顶紧机构10顶紧巷道顶板11，机身8底部顶紧垫板32。
[0015]所述的气体弹簧包括:空气弹簧和氮气弹簧。
[0016]所述的气体弹簧9安装在机身8内部或外部，前端安装有锤头6，锤头6上连接有销子7，机身8上有销子运动槽19 ;销子7由爪臂13驱动上移到释放机构处于待激发状态，爪臂13由缸体12驱动上下移动。
[0017]所述的顶紧机构包括:液压顶紧缸、气动顶紧缸、螺旋机械顶紧装置。
[0018]所述的金属弹簧27安装在机身8内部或外部，金属弹簧27的下端与滑套36相抵，滑套36与锤头6同步移动，锤头6的上端与爪钩23相连，爪钩23由提升机构驱动上移，当爪钩上移进入起释放作用的定位筒28中时，定位筒推动推板24使爪钩释放锤头，锤头在金属弹簧27的弹力作用下迅速下移冲击第一垫板I或第二垫板32产生震动波；所述的提升机构包括气动马达31，气动马达31带动滚筒30，拉动钢丝绳26，经过滑轮29带动滑轮25，滑轮25安装在爪钩23上，爪钩23抓紧锤头6上移，压缩金属弹簧27。
[0019]本发明的技术方案之四是:
一种巷道内布置的地震CT探测用震动波激发装置，其特征是它包括机身8，机身8通过顶紧机构10或锚杆、锚索端头22固定安装在巷道顶板11和底板4之间或巷道壁上，机身8中设有爆炸腔35。
[0020]本发明的有益效果:
本发明可以能够使地震CT探测技术经常性地便捷使用，从而及时反映工作面应力的动态变化、转移情况，实现动力灾害预测预报的自动化和常态化。
[0021]本发明通过顶紧机构将震源固定在巷道顶板底板之间，或通过锚杆、锚索端头将震源固定在巷道壁上，能够在巷道中便捷地布置，较之现有的气动式、液压式和电磁式震源，能够适应煤矿井下巷道工作环境，结构简单，安装、拆卸方便，可替代爆炸震源，提高地震CT探测技术的效率。
【附图说明】
[0022]图1是本发明的气动弹簧震源结构示意图之一。
[0023]图2是本发明的气动弹簧震源结构示意图之二。
[0024]图3是本发明的气动弹簧震源结构示意图之三。
[0025]图4是本发明的气动弹簧震源在巷道中布置示意图。
[0026]图5是本发明的通过锚杆、锚索端头固定的震源结构示意图之一。
[0027]图6是本发明的通过锚杆、锚索端头固定的震源结构示意图之一。
[0028]图7是本发明的金属弹簧震源结构示意图。
[0029]图8是本发明的垫板放置在巷道底板表面的震源结构示意图之一。
[0030]图9是本发明的垫板放置在巷道底板表面的震源结构示意图之一。
[0031]图10是本发明的底座底板敞开和直接受压的震源结构示意图。
[0032]图11是本发明的带预紧装置的震源结构示意图。
[0033]图12是本发明的带爆炸[室的震源结构示意图。
[0034]图13是本发明的机身侧边安装有顶紧机构的震源结构示意图。
[0035]图中:1、垫板，2、底座，3、橡胶体，4、巷道底板，6、锤头，7、销子，8、机身，9、气体弹簧，10、顶紧机构，11、巷道顶板，12、缸体，13、爪臂，14、抓钩，15、弹簧，16、抓钩安装板，27、金属弹簧，33、底座，17、气缸，18、夹板，19、销子运动槽，20、锚杆、锚索端头，21、钢板，22、钢板，23、爪钩，24、推板，25、滑轮，26、钢丝绳，27、金属弹簧，28、定位筒，29、滑轮，30、滚筒，31、气动马达，32、垫板，33、底座，34、橡胶体，34’、预紧装置，35、爆炸室，36、滑套，37气缸。
【具体实施方式】
[0036]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
[0037]实施例一。<