[发明专利]地下工程施工超前地质预报系统及其预报方法

摘要

一种地下工程施工超前地质预报系统及其预报方法，包括分布于地下工程隧道内的地震波接收器及其排布方法、地震波采集器和地震波数据处理分析系统，地震波采集器系统母板和16个采集子板插卡连接而成，采集子板通过连接插座与系统母板连通取电，系统母板上有单片机总控电路、电源、电源指示灯、串口、USB接口和无线接口，每块采集子板有一个与系统母板连接的连接插座，还有一个现场可编程门阵列电路FPGA，地震波接收器是多分量空间接收器，包括检波器和检波器的支撑载体，地震波数据处理分析系统内存地震波数据处理分析软件的计算机。本发明可进行空间三维地质体的形状探测，提高了施工超前地质预报的可靠性和准确率，用于地下工程施工超前地质预报，适用于各种地下工程开挖，其震源点、接收器可灵活排布。

主权项

1.一种地下工程施工超前地质预报系统，包括分布于地下工程隧道(1)内的地震波接收器(2)、地震波采集器(3)和地震波数据处理分析系统(4)，其特征在于：上述地震波采集器(3)系统母板和16个采集子板插卡连接而成，采集子板通过连接插座与系统母板连通取电；系统母板上有单片机总控电路、电源、电源指示灯、串口、USB接口和无线接口，单片机总控电路通过控制/数据总线与16个与卡座连接，单片机总控电路与一个USB控制器信号连接，USB控制器与连接计算机的串口和USB接口连接；每块采集子板有一个与系统母板连接的插座，还有一个现场可编程门阵列电路FPGA，现场可编程门阵列电路FPGA通过并行总线与一个同步动态随机存取存储器SDRAM信号连接，现场可编程门阵列电路FPGA有一个信号输入口，通过该信号输入口经SPI总线与16个独立的A/D转换器信号连接，16个采集子板上形成256个模拟信号输入通道，每个A/D转换器均有一个与传感器连接的接口；上述地震波接收器(2)是多分量空间接收器，它包括检波器(2.5)和检波器的支撑载体，检波器的支撑载体是一个空心半球壳体(2.1)，空心半球壳体(2.1)的球面上沿复数个纬度圈和复数个经度线分布有检波器孔(2.7)，检波器(2.5)固定于检波器孔(2.7)内，每个检波器(2.5)的自身轴线指向球心，所有检波器的传感线与引线相连，空心半球壳体(2.1)和检波器(2.5)罩在外壳(2.9)内，空心半球壳体(2.1)的开口一侧连有后盖板(2.8)，外壳(2.9)上分别固定有把手(2.3)、引线接口(2.4)和水平定位用的气泡(2.2)；上述地震波数据处理分析系统(4)内存地震波数据处理分析软件的计算机，该计算机通过有线或无线接口和无线基站接收地震波采集器(3)的地震波数据。