[发明专利]在破碎易塌孔岩体中安装和回收微震传感器的装置及方法

说明书

本发明涉及在破碎易塌孔岩体中安装和回收微震传感器的装置及方法。技术方案如下：包括空心连接杆、固定气囊、固定接头、高压胶管和弹簧，空心连接杆的中心为通孔，空心连接杆的两端分别设有前端头和尾端头，固定气囊套装在空心连接杆上且位于所述前端头和尾端头之间，所述前端头的中心设有凹槽，所述弹簧设置在所述凹槽内；固定接头固定安装在所述尾端头上，固定接头设有J形卡槽和豁口；高压胶管固定安装在所述尾端头上且与固定气囊内部连通，高压胶管上设有气阀；微震传感器卡装在所述凹槽中，微震传感器的信号线穿过空心连接杆的通孔由所述豁口穿出。本发明能够避免因钻孔内岩块脱落或钻孔坍塌等造成微震传感器耦合效果降低及无法回收的问题。

技术领域

本发明属于矿山开采技术领域，具体涉及一种在破碎易塌孔岩体中安装和回收微震传感器的装置及方法。

背景技术

我国经济的高速增长极大地刺激了资源、能源的开发，其中大部分涉及岩石工程。然而，由于中国大陆较为复杂的地质条件，岩石工程建设过程中冒顶、塌方以及突水等工程地质灾害事故频发，造成人员伤亡、设备损失、工期延误和工程失效等大量不良后果。据不完全统计，我国矿山每年发生的地质灾害超过200起，死亡几百人。因此，为了降低岩石工程建设过程中的人员、财产损失，岩体稳定性评价与工程地质灾害预报十分必要。

由于岩石介质的非均匀性质，任何岩体在宏观破坏前都会产生许多细小的微破裂。这些微破裂会以应变能释放的形式产生弹性波，并可被安装在一定范围内的微震传感器接收。利用多个传感器接收这种弹性波，通过反演方法就可以得到岩体内微破裂发生的时刻、位置等参数，根据参数的变化有可能推断岩石破裂的发展趋势，从而有可能对岩石破坏及失稳的发生进行提前预报。近年来微震监测技术已逐渐被世界各国所重视，并在国内外一些岩体工程中得到应用。中国国家安全监管总局2010年出台了在金属非金属地下矿山须安装安全避险“六大系统”的规定，微震监测技术作为可满足“六大系统”中地压监测监控系统相关要求的有力工具己逐渐在国内矿山中开始了大规模应用。

微震监测的由微震传感器、采集仪及数据处理系统组成。微震传感器采集的微震信号经由电缆传至采集仪，并进行信号的A/D转换后输出至数据处理系统，其中微震传感器是接收数据的基础硬件，直接放置于岩体钻孔之中，与岩体表面直接接触，微震传感器与岩体表面间的耦合效果直接决定了微震数据的采集效果，对基于微震监测数据评价岩体稳定性具有重要影响，安装后量化耦合效果困难。

另外，具有优良性能的单分量微震传感器单价一般在5000元以上，某些进口的高端三分量微震传感器单价甚至超过10000元，，监测矿山一般会使用6-8个微震传感器，国内最多的使用了80只，因此在保证监测效果的前提下完成监测任务后尽可能多的回收传感器是可以大大降低成本。有些情况需要随着工作面的推进不断移动传感器，如果不能回收则增加大量成本。但破碎岩体及软弱岩体中，成孔后极易落石卡孔及孔径变小等现象，造成传感器无法直接取出。

发明内容

本发明提供一种在破碎易塌孔岩体中安装和回收微震传感器的装置及方法，能够将微震传感器快速安全的安装在易塌孔岩体中的同时给予孔壁及传感器传感器一定支撑力，避免因钻孔内岩块脱落或钻孔坍塌等造成微震传感器耦合效果降低及无法回收的问题；不仅在需要长时间连续监测的情况下，最大限度的保障传感器的使用寿命及监测效果，而且还可以在监测工作完成后，高效的回收微震传感器与固定气囊，供再次使用，提高微震传感器利用率的同时降低了监测成本；另外还可以在微震传感器安装过程中量化微震传感器、岩体间的相互作用力，实现对微震传感器耦合效果的评价。

本发明的技术方案如下：