[发明专利]一种以掌子面放炮为震源的隧道超前地质预报方法及装置

摘要

一种以掌子面放炮为震源的隧道超前地质预报的方法及装置，步骤：1）在隧道内进口处两侧壁打钻孔；2）耦合剂填充到钻孔内，检波器和钻孔壁贴合；3）将触发回路铜导线缠绕在炸药卷上，放入掌子面炮孔内；4）；埋设在隧道洞口两个三分量检波器接收到反射地震波信号；5）信号经过多路开关选择后，送到放大器；6）放大器将信号放大后传输给A/D转换器，通过无线传输；7）控制室的无线通讯模块接收到无线信后传输给主机，记录信号；8）通过主机内已经安装处理程序，实现地质预报。装置包括信号采集、无线通讯和控制及数据分析系统。方法简便、费用低廉，可用于隧道、洞室、井巷地下空间的超前地质预报，实现地质预报的自动化和常态化。

主权项

一种以掌子面放炮为震源的隧道超前地质预报的方法，其步骤是：1）在隧道内进口处两侧壁上各打一个钻孔，钻孔与洞室底板平行与洞室走向垂直，钻孔深2m，钻孔直径大小以能方便放入传感器为宜；两个钻孔深度都为2m，第一三分量检波器（3a）的埋设入钻孔（2a）方法是：先在钻孔（2a）内部填充黄油作为第一三分量检波器（3a）和钻孔（2a）的耦合剂，用力按压使第一三分量检波器（3a）与钻孔（2a）相连，黄油填充量以第一三分量检波器（3a）与钻孔（2a）紧贴无空隙，充满钻孔（2a），第二三分量检波器（3b）的埋设入钻孔（2b）方法与第一三分量检波器（3a）的埋设方法相同；2）使用普通工业黄油为耦合剂填充到钻孔内部，将两个三分量检波器分别埋设在二个钻孔底部，使检波器和钻孔壁贴合，耦合在一起；3）将触发回路铜导线缠绕在炸药卷上，放入掌子面炮孔内，铜导线另外两头连接信号采集系统，在掌子面放炮掘进时将产生人工地震波，炸断铜导线，触发信号采集系统记录爆炸时间点；4）产生的人工地震波在掌子面前方传播，岩性改变，人工地震波在地质界面产生反射；5）埋设在隧道洞口的两个三分量检波器接收到反射地震波信号，两个三分量检波器将信号送入多路开关；6）信号经过多路开关选择后，送到放大器；7）放大器将信号放大后传输给A/D转换器；8）A/D转换器将模拟信号转换为数字信号，通过接口与无线通讯模块相连接，向洞室外的控制室发送无线信号；9）控制室的无线通讯模块接收到无线信后并传输给主机，主机接收并记录信号，主机通过接口与无线通讯模块连接，将控制命令发送到信号采集单元；10）通过主机内已经安装处理程序，对已经记录的数字信号分析，来预测掌子面前方围岩情况，实现工地震法地质预报。