本发明是一种新型冻结效果探测装置，适用于斜井冻结法凿井施工过程中冻结效果探测领域。
背景技术：
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在利用冻结法凿井技术施工斜井时，为确定冻结壁的范围，探测冻结效果，通常在冻结孔附近布置测温孔，通过测温孔来检测地下土体的温度，以判断冻结壁的扩展范围。但由于斜井的倾斜长度较长，需要布置的测温孔较多，增加了钻孔施工成本。现有专利公布了一种冻结效果的探测方法，基于电法探测原理，利用视电导率在冻结土体和未冻结土体的电性差异，探测冻结效果。但需要在大地上置入钢钎，然后在钢钎上安装探测电极，并利用导线将电极逐个串联起来。该方法所需设备较多、工序耗时，随着冻结施工向前延伸，需要多次安装、拆卸钢钎和电极，不利于冻结效果的高效、快速探测。且高密度的电极布置会造成探测结果具有体积效应，容易产生伪像，而低密度的电极布置会使探测结果精度降低。
技术实现要素：
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为克服现有冻结效果探测方法在实际应用过程中，随冻结施工的进行，需要多次安装、拆卸钢钎和电极，影响冻结效果高效探测的问题，本发明利用移动式可控震源和地震检波器确定冻结壁边缘的位置，探测冻结效果。通过移动式可控震源在斜井井筒上方地面激发产生人工地震波，同时在地面上布置地震检波器接收反射地震波，利用地层中冻土和未冻土的弹性波阻抗存在差异的特性，根据地震检波器接收到的地震波信号，以及地震检波器与移动式可控震源的相对位置，判断冻结施工形成的冻结壁的扩展范围，确定冻结效果。
本发明解决现有冻结效果探测装置及方法存在的问题所采用的技术方案是，移动式可控震源为非爆炸震源，通过电磁装置带动重锤夯击地面产生地震波，电磁装置通过螺栓固定在圆环支架上，使其处在圆环支架的中心位置；圆环支架主体为圆环结构，且向外倾斜设置3个支架腿，支架腿下面安装有万向轮，圆环上设置4个螺纹孔，用于固定电磁装置；重锤为质量较大的长方体重物，通过金属连杆与电磁装置连接，重锤穿过圆环支架，在电磁装置的下方。移动式可控震源工作时，电磁装置吸引连杆上升，带动重锤抬升，关闭电磁吸引后，重锤在重力作用下落下，对地面形成冲击，在地层中产生地震波。根据探测精度要求，沿垂直井筒轴线在地面布置若干地震检波器，接收经过地层中冻土和未冻土反射后的地震波，分析各地震检波器的地震波信号，以及震源和地震检波器之间的位置关系，确定冻结壁边缘的位置，以实现探测冻结效果的目的。当冻结施工沿井筒轴向向前推进时，前移地震检波器和移动式可控震源至新的冻结区域，重新探测冻结效果，确定冻结壁的扩展范围。
本发明的有益效果是，新型冻结效果探测装置基于地震波探测理论，通过地震检波器接收由移动式可控震源激发产生，并经地层中冻土和未冻土反射后的地震波，判断冻结壁的位置，避免了频繁安装、拆卸钢钎和电极。
附图说明：
图1是本发明的整体效果图；
图2是本发明的整体装配图，图2中标号名称：1、电磁装置，2、环形支架，3、连杆，4、重锤，5、万向轮，6、地震检波器；
图3是本发明的环形支架零件图，图3-1为主视图，图3-2为俯视图；
图4是本发明的重锤零件图，图4-1为主视图，图4-2为俯视图；
图5是本发明的地震检波器零件图，图5-1为主视图，图5-2为俯视图；
图6是本发明的工作场景图，图6-1为主视图，图6-2为俯视图，图中各标号名称：1、移动式可控震源，2、地震检波器，3、斜井井筒轴线，4、冻结壁范围。
具体实施方式：
1、将图5所示的地震检波器(6)沿垂直于井筒轴线均匀布置在需要探测冻结效果的位置处，利用连杆(3)将图4所示的重锤(4)连接在电磁装置(1)下方，将万向轮(5)安装在图3所示的环形支架(2)的3个支架腿上，利用螺栓(7)将电磁装置(1)固定在环形支架(2)上。新型冻结效果探测装置的整体效果和装配如图1～2所示，工作场景如图6所示。
2、如图6所示，在斜井井筒上方的地面，移动式可控震源利用电磁装置(1)带动重锤(4)夯击地面，在不同位置产生地震波，地震波在地层中发生反射和折射，由于冻土和未冻土的弹性波阻抗存在差异，不同位置的地震检波器(6)接收到的地震波存在差异，通过分析地震检波器(6)的地震波信号，以及移动式可控震源和地震检波器(6)之间的位置关系，判断冻结壁的扩展范围，确定冻结效果。