[发明专利]一种可回收式微震传感器钻孔快速安装装置及方法

说明书

本发明公开了一种可回收式微震传感器钻孔快速安装装置及方法，装置包括水溶性耦合剂柔性面团、捣实块体、传感器卡套、复用推送管、护孔套管和充水胶管；通过护孔套管对钻孔内壁进行防护，通过复用推送管推送捣实块体将水溶性耦合剂柔性面团压实在钻孔的底部形成水溶性耦合剂底座，通过复用推送管将放置有微震传感器的传感器卡套推入至凝固前的水溶性耦合剂底座内，通过复用推送管连通充水胶管向凝固后的水溶性耦合剂底座带压注水，通过复用推送管将放置有微震传感器的传感器卡套从溶解的水溶性耦合剂底座中抽离出。本发明结构简单、成本低、易于生产；创造性的采用水溶性耦合剂材料，大大简化了可回收式传感器安装装置(机械)的复杂程度。

技术领域

本发明涉及一种可回收式微震传感器钻孔快速安装与回收装置及方法，涉及矿山、隧道、边坡等各种岩土工程中微震和声发射传感器钻孔内快速安装与回收技术，也可扩展至应力传感器、位移传感器和电磁辐射传感器等更加广泛的传感器钻孔快速安装与回收技术。

背景技术

微震/声发射监测技术是指利用煤岩体破坏过程中产生的震动信号来研究煤岩体稳定性的一种被动地球物理监测技术。微震/声发射监测技术最早被用来研究硬岩矿井中的岩爆问题。近年来，该技术在矿山和隧道采掘诱发矿震、冲击地压和岩爆等煤岩动力灾害监测、边坡和堤坝等稳定性监测中得到了广泛的应用，并取得了良好的应用效果。

无论是实验室煤岩试样声发射监测，还是现场微震监测，首先都要选择合适的声发射或微震传感器，并将传感器布置在监测区域中。当被监测的对象因为内力或者外力导致变形破坏时，会向外以震动波的形式释放能量，微震或声发射传感器能够实时监测并记录到这些震动波信号，然后通过信号传输线缆将震动波信号传输到监测主机，利用微震或声发射传感器记录到的震动波信号，采用合适的反演算法，能够计算得到煤岩体破裂的空间坐标、时间和破裂机制。由此可知，微震/声发射传感器的安装和耦合效果直接决定其记录震动波信号的质量并最终影响微震监测结果。目前常用的微震/声发射传感器安装方法主要分为两大类：一类是钻孔安装法，目前通常采用水泥砂浆、锚杆树脂等粘结材料直接将传感器浇筑在钻孔中，该类方法虽然在一定程度上保证了传感器和钻孔煤岩壁的耦合效果，然而当传感器监测台网调整时，不能对昂贵的微震或声发射传感器回收重复使用，经济效益较差。另一类是非钻孔安装法，常见的有锚杆安装法，即将传感器通过螺栓安装在锚杆上；另外还有现在巷道底板浇筑水泥台，然后将传感器固定在水泥台上的安装方法。这类安装方法虽然可以对传感器进行回收再利用，然而由于传感器没有直接与煤岩体接触，耦合效果较差；另外由于传感器直接裸露在空气中，监测过程中受采掘活动干扰较大，从而造成接收的震动波信号质量较差。