一种隧道可控震源激发与接收装备及方法

本发明涉及隧道地震勘探超前探测，尤其涉及一种隧道可控震源激发与接收装备及方法。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

2、越来越多的工程需要借助隧道实现，其中不乏在高海拔、高应力、深冻土、及复杂地质环境下的隧道工程。在不适用tbm、盾构机的隧道施工段，钻爆法仍然是主流施工工法。在安全生产的背景下，工程现场需要更快速、更准确的超强探测技术方法。

3、随着地震勘探技术的发展，尤其是可控震源的技术发展提高了地震勘探的准确性和稳定性。其中，基于电磁驱动的可控震源在地震波的产生和控制方面性能更为优异。

4、因此，将电磁驱动可控震源与钻爆法隧道施工结合将有较好的发展前景，但发明人认为，常规钻爆法隧道地震超前探测采用固定式震源。固定式电磁驱动可控震源一般通过四根螺栓实现与硐壁的固定，固定效果良好，地震波激发较好。由于每次更换振源位置均需要重新打孔、固定，故其步骤繁琐且劳动强度大，勘探效率较低。

技术实现思路

1、本发明为了解决上述问题，提出了一种隧道可控震源激发与接收装备及方法，通过移动平台能够带动震源移动，通过伸缩转动组件能够调整震源相对于硐壁的位置与角度，使得震源垂直抵在硐壁上，提高了勘探效率。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、第一方面，提出了一种隧道可控震源激发与接收装备，包括移动平台、伸缩转动组件、用于发出地震信号的震源和用于接收地震波信号的地震数据采集装置；

4、伸缩转动组件包括移动导轨，移动导轨的滑块上连接俯仰调节结构，俯仰调节结构包括相啮合的蜗轮和蜗杆，蜗杆与电机连接，震源与蜗轮连接，电机能够带动蜗杆旋转，进而带动蜗轮和震源旋转，实现震源与硐壁之间角度的调节，俯仰调节结构能够跟随滑块移动，实现震源与硐壁间距离的调节；移动导轨固定于移动平台上，并能够跟随移动平台移动，将震源移动到指定震源位置。

5、第二方面，提出了一种隧道可控震源激发与接收方法，包括：

6、通过移动平台将震源移动到指定震源位置；

7、通过伸缩转动组件将震源调整至垂直抵在硐壁上；

8、通过震源发出地震信号；

9、通过地震数据采集装置接收地震波信号。

10、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

11、1、本发明通过移动平台能够带动震源移动，通过伸缩转动组件能够调整震源相对于硐壁的位置与角度，使得震源垂直抵在硐壁上，提高了勘探效率。

12、2、本发明能够通过移动导轨调整震源与硐壁的距离，通过旋转组件调整震源与硐壁的角度，从而能够将震源调整至准确的地震信号发射位置处，保证了地震信号发射的完整性，使得获得的地震记录能够准确的反映地质状况。

13、3、本发明还设置了固定组件，当移动平台将震源移动到位后，能够通过固定组件对移动平台进行固定，防止移动平台移位。

14、4、本发明的固定组件还设置了能够带动第一伸缩杆转动的第二伸缩杆，使得固定组件能够适应任意地形，从而能够对移动平台进行有效固定。

15、本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种隧道可控震源激发与接收装备，其特征在于，包括移动平台、伸缩转动组件、用于发出地震信号的震源和用于接收地震波信号的地震数据采集装置；

2.如权利要求1所述的一种隧道可控震源激发与接收装备，其特征在于，移动平台的一端还连接固定组件，固定组件包括第一伸缩杆，第一伸缩杆的一端与移动平台转动连接，另一端能够伸长至与地面接触。

3.如权利要求2所述的一种隧道可控震源激发与接收装备，其特征在于，固定组件包括两个第一伸缩杆，两个第一伸缩杆的一端均与移动平台转动连接，另一端均能够伸长至与地面接触。

4.如权利要求3所述的一种隧道可控震源激发与接收装备，其特征在于，固定组件还包括第二伸缩杆，第二伸缩杆的一端与移动平台连接，另一端与第一伸缩杆连接，第二伸缩杆的伸缩能够带动第一伸缩杆绕移动平台转动。

5.如权利要求2所述的一种隧道可控震源激发与接收装备，其特征在于，固定组件设置于移动平台移动方向的一端。

6.如权利要求1所述的一种隧道可控震源激发与接收装备，其特征在于，移动平台包括车架、行走组件和驱动系统，行走组件与车架连接，驱动系统与行走组件连接，并能驱动行走组件行走。

7.如权利要求1所述的一种隧道可控震源激发与接收装备，其特征在于，俯仰调节结构包括两个蜗杆，蜗轮与两个蜗杆均啮合，两个蜗杆能够同步转动，带动蜗轮转动。

8.如权利要求1所述的一种隧道可控震源激发与接收装备，其特征在于，震源与搭载平台连接，搭载平台与蜗轮连接。

9.如权利要求1所述的一种隧道可控震源激发与接收装备，其特征在于，移动导轨包括螺杆和滑块，滑块与螺杆连接，并能相对于螺杆移动。

10.一种隧道可控震源激发与接收方法，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开的一种隧道可控震源激发与接收装备及方法，包括移动平台、伸缩转动组件、震源和地震数据采集装置；伸缩转动组件包括移动导轨，移动导轨的滑块上连接俯仰调节结构，俯仰调节结构包括相啮合的蜗轮和蜗杆，蜗杆与电机连接，震源与蜗轮连接，电机能够带动蜗杆旋转，进而带动蜗轮和震源旋转，实现震源与硐壁之间角度的调节，俯仰调节结构能够跟随滑块移动，实现震源与硐壁间距离的调节；移动导轨固定于移动平台上，并能够跟随移动平台移动，将震源移动到指定震源位置。通过移动平台能够带动震源移动，通过伸缩转动组件能够调整震源相对于硐壁的位置与角度，使得震源垂直抵在硐壁上，提高了勘探效率。

技术研发人员：刘斌,孟江东,邵博睿,曹弘毅,任玉晓
受保护的技术使用者：山东大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15