1.一种基于弹簧激发震动波的井下煤层地震CT探测用可控震源,其特征是它包括:
一弹簧击打机构,该弹簧击打机构安装在套筒(11)内,套筒(11)通过固定机构固定安装在巷道壁上所钻的孔中,弹簧击打机构包括弹簧(12)、锤头(15)和垫板(16),垫板(16)的一端插装在套筒(11)中,另一端位于套筒(11)外与所钻孔的底部相抵,弹簧(12)驱动锤头(15)击打垫板(16),垫板(16)位于套筒外的一端击打孔底从而在煤层中产生可控震动波,锤头(15)上设有导向槽,通过安装在套筒(11)上的导向销(14)实现运动导向;
一动力机构,该动力机构用于驱动锤头(15)压缩弹簧(12),使锤头(15)处于激发状态。
2.根据权利要求1所述的基于弹簧激发震动波的井下煤层地震CT探测用可控震源,其特征是所述的固定机构包括压板(7)和端盖(8),端盖(8)固定在套筒(11)的端面上,压板(7)通过巷道中锚杆或锚索的端头(17)固定,或通过支架体(18)上的连接件(19)固定,并压紧端盖(8),从而将套管(11)固定在钻孔中。
3.根据权利要求1所述的基于弹簧激发震动波的井下煤层地震CT探测用可控震源,其特征是所述的套筒(11)的进口端中安装有用于使弹簧(12)在非激发状态下始终推动锤头(15)抵住垫板(16)的滑块(10),滑块(10)连接有驱动丝杆(9),驱动丝杆(9)的一端伸出套筒(11)外与驱动装置相连。
4.根据权利要求1所述的基于弹簧激发震动波的井下煤层地震CT探测用可控震源,其特征是所述的动力机构包括位于套筒(11)外的外置旋转驱动式动力机构或位于套筒(11)内的内置伸缩驱动式动力机构。
5.根据权利要求4所述的基于弹簧激发震动波的井下煤层地震CT探测用可控震源,其特征是所述的外置旋转驱动式动力机构包括马达(1),马达(1)通过固定在底座(4)上,底座(4)通过巷道中锚杆或锚索的端头(17)固定,或通过支架体(18)上的连接件(19)固定,马达(1)通过离合器(2)与滚筒(3)相连,滚筒(3)上绕装有钢丝绳(5);钢丝绳(5)的一端固定在滚筒上,另一端经过端盖(8)上安装的第一滑轮(6)后穿过滑块(10)再绕过锤头(15)上安装的第二滑轮(13),最后再次穿过滑块(10)后固定在端盖(8)上,离合器(2)吸合,马达(1)带动滚筒(3)转动,滚筒(3)将钢丝绳(5)收绕在滚筒(3)上,从而带动锤头(15)压缩弹簧(12),使锤头(15)处于激打状态,离合器(2)松开,滚筒(3)自由旋转,将绕在滚筒(3)上的钢丝绳(5)释放,锤头(15)在弹力作用下击打垫板(16)产生所需的震动;
所述的马达(1)为气动马达、液压马达或电动马达。
6.根据权利要求4所述的基于弹簧激发震动波的井下煤层地震CT探测用可控震源,其特征是所述的内置伸缩驱动式动力机构的包括伸缩缸(20),伸缩缸(20)安装在套筒(11)中,伸缩缸(20)的一端与滑块(10)相连,另一端上安装有推杆(21),伸缩缸(20)的伸缩杆上安装有抓钩(22),抓钩(22)与锤头(15)活动连接,所述的伸缩杆处于外伸状态时,抓钩(22)与锤头(15)相连接,伸缩杆回收时,抓钩(22)带动锤头(15)移动同时压缩弹簧(12),抓钩(22)进入推杆(21)中时,抓钩(22)在推杆(21)的作用下将锤头(15)释放进而击打垫板(16)产生所需的震源;伸缩杆伸出时,抓钩(22)移动到锤头(15)尾端时,抓钩(22)前端倾斜面与锤头(15)尾端相互滑动,抓钩(22)张开,重新抓紧锤头(15)。
7.一种基于弹簧激发的井下煤层地震CT探测用可控震动波产生方法,其特征是它包括以下步骤:
首先,在巷道中施工钻孔,孔深应与套筒直径和长度相配;
其次,通过压板(7)压紧端盖(8),将套管(11)固定在钻孔中;
第三,使弹簧(12)与滑块(10)或伸缩缸(20)相抵,从而使锤头(15)顶紧垫板(16),垫板再抵紧钻孔底部;
第四,通过动力机构带动锤头(15)压缩弹簧(12),使锤头(15)处于激发状态;
第五,释放锤头(15)击打紧贴钻孔底部的垫板(16),在煤层中激发震动波;
第六,重复第三至第五步的内容,可重复产生震动波。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征是通过调节锤头的质量、弹簧的参数、马达的扭矩、冲击行程的长短,以及垫板的材质、厚度和倾斜角度,产生不同能量和频率及不同纵、横波形式的震动波。