本發(fā)明屬于地球物理勘探技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種煤礦井下集成三分量節(jié)點(diǎn)式地震儀采集系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

我國煤礦采深正以平均每年10～25m的速度增加，在已探明的煤炭資源中，埋深在1000m以下的資源量占53％，千米深井條件極其復(fù)雜，地面勘探已經(jīng)無能為力，因此煤礦井下勘探尤為重要。地震勘探是煤炭資源快速、精細(xì)勘查的主要和有效手段，發(fā)展高性能、輕便、易操作的礦井地震勘探儀器是目前面臨的主要問題。

礦井地震儀從防爆方式經(jīng)歷了簡單外殼防爆和本質(zhì)安全防爆；從采集方式經(jīng)歷了光點(diǎn)式、集中式、分布式；從傳輸方式經(jīng)歷了有線、無線和無纜存儲式。目前，本安有線遙測地震儀在礦井勘探中應(yīng)用廣泛，但這種設(shè)備繁重，有大線、工作站、中繼站、電源等設(shè)備，工作程序繁雜，工作人員大部分工作時(shí)間都在井下，加大了人員的危險(xiǎn)性。

現(xiàn)有的井下三分量檢波器是由三個(gè)單獨(dú)的單分量檢波器組成，每個(gè)單分量檢波器帶一段小線和一個(gè)接頭，卡接在大線上，大線末端與地震儀連接，三個(gè)單分量檢波器按照x、y、z不同方向固定在一個(gè)轉(zhuǎn)接裝置上，轉(zhuǎn)接裝置固定在煤壁或者頂板的預(yù)留出來錨桿上，這樣的三分量檢波器，工作人員在安裝時(shí)需要時(shí)時(shí)注意方向。

目前，井下使用的錨桿和檢波器的轉(zhuǎn)接裝置，均采用螺絲固定轉(zhuǎn)接裝置在錨桿上，若錨桿預(yù)留的過短，比如1-2cm，轉(zhuǎn)接裝置無法固定，即少一個(gè)觀測點(diǎn)，數(shù)據(jù)完整性不好；且螺絲固定需要攜帶專業(yè)的安裝工具，安裝費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)上的上述缺陷，提供了一種礦井集成三分量節(jié)點(diǎn)式地震儀采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)構(gòu)成簡單，由節(jié)點(diǎn)式地震儀、集成三分量檢波器、檢波器錨桿對接裝置三部分組成，并滿足防爆要求。整個(gè)系統(tǒng)徹底甩掉主機(jī)、大線，省去布線、查道等繁瑣的工作，克服了無線通信丟碼率、誤碼率等問題，解決了多個(gè)檢波器固定過程中的方向問題，也解決了錨桿預(yù)留過短造成無法固定檢波器的問題，形成了一套完整的礦井三分量節(jié)點(diǎn)式地震儀采集系統(tǒng)，總重量不超過5kg。整個(gè)系統(tǒng)輕便、易攜帶、易安裝回收，大大提高工作效率，減少井下工作時(shí)間，降低井下數(shù)據(jù)采集作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，提高人員安全性。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種用于煤礦井下集成三分量節(jié)點(diǎn)式地震儀系統(tǒng)的檢波器錨桿轉(zhuǎn)接裝置，包括帶開口的連接體和錐形固定螺帽(9)，連接體一端為棱柱形，用于連接所述地震儀系統(tǒng)的檢波器(2)，棱柱外壁上設(shè)置有與端面垂直的柱面，每個(gè)柱面上設(shè)置有螺孔，連接體一端為開口卡爪部分，用于連接錨桿(8)，所述開口卡爪部分具有用于抓持所述錨桿(8)的多個(gè)卡爪，每個(gè)卡爪之間留有空隙，其中，所述開口卡爪部分呈錐形，從棱柱一側(cè)到用于連接錨桿(8)的末端逐漸變細(xì)，其中，所述錐形固定螺帽(9)用于套接并緊固錐形卡爪。

本發(fā)明所述的集成三分量節(jié)點(diǎn)式地震采集系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)一個(gè)采集站、一個(gè)集成三分量檢波器、一個(gè)檢波器錨桿對接裝置；整個(gè)系統(tǒng)徹底甩掉主機(jī)、大線，省去布線、查道等繁瑣的工作，克服了無線通信丟碼率、誤碼率等問題，解決了多個(gè)檢波器固定過程中的方向問題，解決了錨桿預(yù)留過短造成無法固定檢波器的問題。整個(gè)系統(tǒng)輕便、易攜帶、易安裝回收，能夠大大提高工作效率，減少井下工作時(shí)間，降低井下數(shù)據(jù)采集作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，提高人員安全性。

附圖說明

圖1為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的礦井集成三分量節(jié)點(diǎn)式地震采集系統(tǒng)的煤壁側(cè)幫安裝示意圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的地震采集儀的示意圖；

圖3為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的檢波器錨桿轉(zhuǎn)接裝置的示意圖；

圖4為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的檢波器錨桿轉(zhuǎn)接裝置的分解截面示意圖；

圖5為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的檢波器錨桿轉(zhuǎn)接裝置的分解示意圖。

具體實(shí)施方式

下面，結(jié)合附圖對技術(shù)方案的實(shí)施作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解，盡管以下的說明涉及到有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施例的很多技術(shù)細(xì)節(jié)，但這僅為用來說明本發(fā)明的原理的示例、而不意味著任何限制。本發(fā)明能夠適用于不同于以下例舉的技術(shù)細(xì)節(jié)之外的場合，只要它們不背離本發(fā)明的原理和精神即可。

另外，為了避免使本說明書的描述限于冗繁，在本說明書中的描述中，可能對可在現(xiàn)有技術(shù)資料中獲得的部分技術(shù)細(xì)節(jié)進(jìn)行了省略、簡化、變通等處理，這對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是可以理解的，并且這不會影響本說明書的公開充分性。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

圖1為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的礦井集成三分量節(jié)點(diǎn)式地震采集系統(tǒng)的煤壁側(cè)幫安裝示意圖。

如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的煤礦井下集成三分量節(jié)點(diǎn)式地震儀系統(tǒng)主要包括地震采集儀1、集成三分量檢波器2、檢波器錨桿轉(zhuǎn)接裝置3、u型卡槽4。

作為示例，節(jié)點(diǎn)式地震儀1為單站三分量，其功能有：支持“連續(xù)定時(shí)采集”和“單次觸發(fā)采集”工作模式；利用gps信號以及高精度時(shí)鐘芯片實(shí)現(xiàn)時(shí)間的精確同步；數(shù)據(jù)分散采集、集中回收，每個(gè)采集站接收放炮數(shù)據(jù)后自動存儲，再用專門的數(shù)據(jù)回收系統(tǒng)把所有放炮數(shù)據(jù)從采集站中取出來；外殼上的數(shù)據(jù)接口采用9芯航空插頭公頭，與集成三分量檢波器對接。

作為示例，所述地震采集儀1的操作面板上設(shè)有數(shù)據(jù)接口為9芯的航空插頭公頭5，其與集成三分量檢波器2的線纜6一端的航空插頭母頭7對接，用來傳輸采集數(shù)據(jù)。

作為示例，集成三分量檢波器3內(nèi)置檢波器芯3只，縱波1只，橫波2只，均為28hz；檢波器引線采用6芯高強(qiáng)度全銅電纜，引線一端焊接9芯的航空插頭母頭，與地震儀1對接。

集成三分量檢波器2通過檢波器錨桿轉(zhuǎn)接裝置3及u型卡槽4被固定在煤壁預(yù)留的錨桿8上。

圖3為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的檢波器錨桿轉(zhuǎn)接裝置3的示意圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的檢波器錨桿轉(zhuǎn)接裝置的分解截面示意圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的檢波器錨桿轉(zhuǎn)接裝置的分解示意圖。

如圖3至5所示，轉(zhuǎn)接裝置3包括帶開口的連接體和錐形固定螺帽9兩部分，連接體一端的外壁上設(shè)置有若干個(gè)與端面垂直的柱面(例如，形成四棱柱)，每個(gè)柱面上均有螺孔，u型卡槽4固定時(shí)，要確保三角板向上，這樣可固定檢波器垂直向上；連接體另一端為開口卡爪(例如，六爪型)，每個(gè)卡爪之間有2mm的空隙，爪的長方向?yàn)殄F形，即，錐形卡爪從棱柱一側(cè)到用于卡住錨桿8的末端逐漸變細(xì)，錐形卡爪的外壁有一段螺紋，錐形固定螺帽9用于套接錐形卡爪，錐形固定螺帽9的內(nèi)壁具有相應(yīng)的螺紋，用于將兩者對接固定，并在通過螺紋旋緊的過程中縮小每個(gè)爪子之間的空隙，使錐形卡爪收緊，達(dá)到緊扣錨桿的效果。例如，加內(nèi)襯套后可固定直徑范圍為16-26mm的錨桿。

在連接時(shí)，錐形固定螺帽9提前套設(shè)在錐形卡爪上，錨桿8穿過錐形固定螺帽9并伸入錐形卡爪之后，轉(zhuǎn)動錐形固定螺帽9，旋緊螺紋，使錐形卡爪緊緊抓住錨桿8。

轉(zhuǎn)接裝置3另一端棱柱的四個(gè)柱面10均設(shè)有螺孔，u型卡槽4的u型端具有兩個(gè)平行板，預(yù)留兩個(gè)與兩個(gè)對立平行柱面10匹配的螺孔11、12(例如左右兩個(gè)柱面10)，利用兩個(gè)螺絲固定在柱面10上。u型卡槽4的后端有一個(gè)三角板13，三角板13上預(yù)留三個(gè)螺孔14至16與集成三分量檢波器2的三個(gè)尾椎17至19配套，再利用每個(gè)螺孔各自的上螺母20和下螺母21，緊固檢波器，這樣，u型卡槽卡在對接裝置兩個(gè)對立柱面上，通過螺絲固定，即可把集成三分量檢波器3固定于預(yù)留在煤壁或頂板的任意長錨桿上。

檢波器2的頂面可設(shè)有水平儀(例如，圓形水泡22)，可查看并調(diào)節(jié)檢波器的水平?？蛇x地，能夠在上下兩個(gè)柱面10上固定檢波器2，只需要按照側(cè)幫固定的方法，擰松螺絲把轉(zhuǎn)接裝置3旋轉(zhuǎn)90°，再擰緊螺絲固定即可，這樣也能夠使檢波器垂直向上固定。

可選地，u型卡槽4的u型端除了左右固定板之外，也可具有上/下固定板，從而能夠更穩(wěn)固地固定檢波器2。

圖2為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的地震采集儀的示意圖。

如圖2所示，節(jié)點(diǎn)式地震儀1可為單站三分量，無大線，采集數(shù)據(jù)后自動存儲，最后數(shù)據(jù)地面集中回收；無需通訊可同步采集，內(nèi)置電池，功耗低、穩(wěn)定性高、采樣率高、動態(tài)范圍大、可靈活無限擴(kuò)展。另外，其可集成三分量檢波器，內(nèi)置1只縱波檢波器芯，2只橫波檢波器芯，檢波器頻率均為28hz；底部帶3個(gè)尾椎，上端面裝有圓形水泡，用于指示檢波器水平，2個(gè)橫波檢波器方向在外殼表面用箭頭標(biāo)出；側(cè)面帶1.5m線纜，線纜末端接航空插頭用于連接地震儀。

本發(fā)明主要具有以下特點(diǎn)：

[1]上述的地震儀采集系統(tǒng)中地震儀為節(jié)點(diǎn)式地震儀，無需大線、主機(jī)，無需通訊可同步采集，數(shù)據(jù)地面集中回收，功耗低、穩(wěn)定性高、采樣率高、動態(tài)范圍大、可靈活擴(kuò)展。

[2]上述的地震儀采集系統(tǒng)中地震儀為節(jié)點(diǎn)式地震儀，利用gps信號以及高精度時(shí)鐘芯片實(shí)現(xiàn)時(shí)間的精確同步。

[3]上述的地震儀采集系統(tǒng)中地震儀為節(jié)點(diǎn)式地震儀，外殼采用尼龍，數(shù)據(jù)接口為一個(gè)9芯的航空插頭公頭，與檢波器對接。

[4]上述的地震儀采集系統(tǒng)中的集成三分量檢波器，內(nèi)置檢波器芯3只，縱波1只，橫波2只，帶3個(gè)尾椎。

[5]上述的地震儀采集系統(tǒng)中的集成三分量檢波器，上端面裝有圓形水泡，用于指示檢波器水平，2個(gè)橫波檢波器方向在外殼表面用箭頭標(biāo)出。

[6]上述的地震儀采集系統(tǒng)中的集成三分量檢波器，外殼采用尼龍，引線采用6芯高強(qiáng)度全銅電纜，引線的一端焊接9芯的航空插頭母頭，與地震儀對接。

[7]上述的地震儀采集系統(tǒng)中的檢波器錨桿對接裝置，一端設(shè)置4個(gè)柱面，連底面，共5個(gè)面都設(shè)有螺絲孔，用于靈活固定集成三分量檢波器，每個(gè)絲孔內(nèi)置鋼絲套，防止尼龍絲孔滑絲。

[8]上述的地震儀采集系統(tǒng)中的檢波器錨桿對接裝置，另一端有6個(gè)卡爪，卡爪之間的空隙為2mm，內(nèi)部均為粗糙面防滑。

[9]上述的地震儀采集系統(tǒng)中的檢波器錨桿對接裝置，中間有一段外螺紋與錐形固定螺帽配套。

[10]上述的地震儀采集系統(tǒng)中的檢波器錨桿對接裝置，可固定在直徑范圍在16-26mm的錨桿上，能卡住預(yù)留在煤壁或者頂板上過短的錨桿。

[11]上述地震儀采集系統(tǒng)在固定集成三分量檢波器時(shí)，需要制作一個(gè)帶卡槽的尼龍板，尼龍板上預(yù)留三個(gè)絲孔和檢波器的配套。

最后，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解，對本發(fā)明的上述實(shí)施例能夠做出各種修改、變型、以及替換，其均落入如所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的保護(hù)范圍。