[发明专利]一种适用于不同孔径的孔内微震传感器固定和回收装置

说明书

本发明涉及一种适用于不同孔径的孔内微震传感器固定和回收装置。该装置传感器通过螺纹连接固定安装于基座底部，安装基座外壁底部及周围采用膨胀材料使其与钻孔围岩接触紧密且牢固，从而传感器与围岩为刚性接触，能够承受长期爆破扰动而不松脱，能够用于长期监测，且减少信号传递过程中的波形变化，保证了测试结果更接近真实值；传感器与安装基座之间有油脂耦合剂，不仅可以明显提高信号传递质量，而且能够有效防止传感器及安装基础生锈，保证传感器能够顺利回收，使传感器能够适用于高温高湿等恶劣监测条件；安装基座外壁上的居中锚爪和限位锚爪的长度根据钻孔的直径能够灵活调整，使装置能够适用于不同直径钻孔的安装要求。

技术领域

本发明属于微震传感器技术领域，涉及将微震传感器用于隧道等线性工程监测过程的安装固定和回收技术，具体涉及一种适用于不同孔径的孔内微震传感器固定和回收装置。

背景技术

岩爆是深埋工程中一种常见且危害重大的地质灾害，微震监测作为岩爆监测、预警的一种重要手段，已广泛应用于水利水电、矿山、铁路等领域。微震监测主要是通过在岩体中安装传感器，获得岩体破裂过程中释放的弹性波，通过分析和处理，确定破裂发生的时间、位置和能量等参数，进而对监测区域内的岩爆风险进行评估和预警。传感器的安装质量直接决定能否获取有效信息以及获得信息的质量，会对岩爆的评估及预警产生重要影响。

目前，对于矿山中的采场，水利水电工程中的厂房等地下洞室或洞室群的监测，微震传感器多采用不可回收式安装，主要是将微震传感器用水泥浆液固定在钻孔内的指定位置，该方法固定的传感器与围岩接触良好，捕获信息的能量较强，获得的信息质量较好。但是对于隧道等线性工程来说，开挖区域移动较快，采用固定式安装无法回收传感器，监测的成本大大提高，同时由于需要打孔、注浆、等待浆液凝固等，工序复杂，耗时耗力。因此，发明了可回收式传感器的安装方法。

可回收式微震传感器主要分为孔外安装和孔内安装，其中：

孔外安装，主要是通锚杆或者专门的传递杆将围岩内的信号传导至传感器，或者直接将传感器固定在围岩表面。采用前者将使得信号的传播受杆体的影响，可能导致杆体自身的振动，从而使得获得的波形发生变化；采用后者由于靠近边墙一定范围内的岩体较破碎，使得部分信号在传播过程中衰减甚至无法获取。

孔内安装，目前主要是两种，一种为采用金属支架实现在孔内可扩张，使传感器与围岩接触；另外一种为采用速凝剂使安装结构与钻孔底部接触，安装结构与传感器采用螺丝等固定。前者，波形需要经过多个金属构件传播至传感器，且往往需要较大的钻孔直径，在一些没有大型凿岩机械的情况下难以实现；后者仅孔底固定，在开挖扰动下可能出现松脱，导致无法很好地接收信号。

可见，开发出一种能够准确、有效捕获围岩破裂信号，同时能够适应不同直径的钻孔的微震传感器固定和回收装置，对于微震监测具有明显的现实意义和工程需求。

发明内容

鉴于现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种适用于不同孔径的孔内微震传感器固定和回收装置及使用方法，能够适用于不同直径的钻孔，且加工方便，信号传导性能好，安装回收操作简单。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种适用于不同孔径的孔内微震传感器固定和回收装置，包括：

安装基座7，内部安装有传感器8，安装基座7由居中锚爪7-1、传感器套筒7-2、限位锚爪7-3和药卷固定爪7-5焊接而成，其中：

传感器套筒7-2为顶部敞开的筒体结构，居中锚爪7-1、限位锚爪7-3和药卷固定爪7-5焊接在传感器套筒7-2的外壁上；居中锚爪7-1、限位锚爪7-3和药卷固定爪7-5为横截面为不规则“L”型的片状结构；