專利名稱：地震臨震報警裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于防災(zāi)減災(zāi)領(lǐng)域范疇，涉及一種可連續(xù)采集較深處 地層的地應(yīng)力，地溫和位移等物理量，供決策部門判斷地震是否即將 發(fā)生的裝置。
背景技術(shù)：
地震，特別是構(gòu)造地震，是一種突發(fā)性、破壞性最強的自然災(zāi)害， 往往造成大范圍內(nèi)生命、財產(chǎn)的損失。為了防震減災(zāi)，各國都建立了 多處地震前兆觀測臺站，這些臺站的預(yù)測裝置是將探測儀器(一般組 裝成圓柱形，稱為探頭)吊放入探測深井(鋼管)中，井深可達千米， 現(xiàn)在這種探測裝置有國家規(guī)程、規(guī)范，已經(jīng)形成了系列產(chǎn)品，但實踐 證明，這種探測裝置成功發(fā)出臨震預(yù)報的案例極少， 一般只能在震后 測定地震方位和震級，因此地震仍不斷給人類帶來巨大損失。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是，提供一種地震臨震報警裝置，它能夠連續(xù) 采集較深處巖層的地應(yīng)力、地溫和位移等物理量，根據(jù)這些物理量的 變異，可以判斷地震是否即將發(fā)生。
本實用新型的技術(shù)方案是，地震臨震報警裝置由垂直插入位于地
震帶但暫無地震活動的巖層中的探管1和探管1上方的信號室2組
成，其特征是，探管1是一根長金屬管，探管1的下部管壁每隔一段
距離，就沿園周方向開有四個小孔3，小孔3之間的角距為90° ，小 孔3內(nèi)安裝有壓力傳感器4,壓力傳感器4均有信號傳輸線5與信號 室2內(nèi)的數(shù)據(jù)自動傳輸裝置6連接,探管1下部和中部內(nèi)壁安裝有溫 度傳感器7，溫度傳感器7經(jīng)信號傳輸線8與數(shù)據(jù)自動傳輸裝置6連 接，探管1的上端安裝有位移傳感器9，位移傳感器9經(jīng)信號傳輸線 10與數(shù)據(jù)自動傳輸裝置6連接，探管1內(nèi)壁安裝有用于固定信號傳 輸線5、 8的線卡11。
下面對本實用新型的使用方法和工作原理作詳細的說明。 首先在擬安裝本實用新型的位置處用鉆機垂直鉆一直徑稍大于 探管1外徑，孔深約l-2km的園孔，在鉆頭到位后，提鉆之前，應(yīng) 對園孔周圍松軟的表土層和淺層破碎巖層進行灌漿處理，以免孔壁枬 塌。在園孔定型后，用該鉆機的鉆塔將探管1連同壓力傳感器4，溫 度傳感器7逐節(jié)放入，直達園孔底部，探管1頂部高出地坪約lm, 探管1即埋設(shè)完畢。然后建好信號室2,在探管1的高于地坪的頂部 安裝位移傳感器9，并將信號傳輸線5、 8、 10與數(shù)據(jù)自動傳輸裝置6 連接，本實用新型即安裝完畢。
發(fā)生最頻繁，破壞力也最大的構(gòu)造地震是地應(yīng)力或應(yīng)變能量的積 累引起的。在臨震階段，地應(yīng)力大小已接近震源巖石的最大強度，處 于將要出現(xiàn)大規(guī)模斷裂的臨界狀態(tài)，此時由于震源區(qū)物理、化學(xué)狀態(tài) 的改變，便會在未來的震中區(qū)及其附近地區(qū)發(fā)生許多地震前兆現(xiàn)象， 如地應(yīng)力變化，地溫異常，地形變異常，地磁異常，重力異常，地下
水異常，地震波速異常等，本實用新型是依據(jù)不易受外部因素干擾的 地應(yīng)力變化、地溫異常和地形變異常來發(fā)出臨震報警的。
本賣用薪型安裝時，該處沒有地震活動，故壓力傳感器4，位移 傳感器9顯示的數(shù)值均為0，溫度傳感器7測得的也是一個恒定的正 常數(shù)值。如果在未來的某時刻該處或附近地下形成震源區(qū)并即將發(fā)生 地震，如前所述，將出現(xiàn)地應(yīng)力變化和地溫異?，F(xiàn)象，這些異?，F(xiàn)象 既然是由震源區(qū)引起的，因此地應(yīng)力和地溫的變化必然是從震源區(qū)開 始或快或慢地逐漸向上擴展的，當(dāng)?shù)貞?yīng)力的變化擴展到探管l的底端 時，該處的巖石受到擠壓，擠壓力的大小和方向可以被壓力傳感器4 檢測到；擠壓時的機械能一部分轉(zhuǎn)換成熱能，所以巖層的溫度也升高 了，溫度升高的現(xiàn)象也會被溫度傳感器7檢測到，地應(yīng)力和地溫升高 的數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)自動傳輸裝置6上傳到主管部門，此時為臨震前期，離 地震發(fā)生可能還有數(shù)天或數(shù)小時。
隨著地應(yīng)力的繼續(xù)變化，探管1較上部處的巖石也受到擠壓，該 處的壓力傳感器4檢測到壓力在增加，溫度傳感器7也檢測到地溫在 升高，此時為臨震中期，離地震發(fā)生已經(jīng)很近了。
由于地應(yīng)力不斷地向上擴展，導(dǎo)致探管l扭曲變形和移位，地面 地形也發(fā)生了變異，這些變形和變異都能被位移傳感器9檢測到，并 經(jīng)數(shù)據(jù)自動傳輸裝置6及時上傳到主管部門，此時為臨震后期，地震 即將發(fā)生。
地震在其醞釀和形成的過程中，還會引起所在地區(qū)地球化學(xué)性質(zhì) 的變化，這些變化可以從經(jīng)探管1上升到信號室2中的探管1底部的
氣體中檢測到，因此，信號室2內(nèi)還可以安裝氣體分析設(shè)備，以協(xié)助 判斷是否即將發(fā)生地震。
如上所迷，本實用新型可以對原發(fā)型地震進行臨震報瞀，但不會 對人工地震或遠處傳來的地震波報警,這是因為人工地震或遠處傳來 的地震波雖然也會引起探管1周圍地應(yīng)力的變化，但這種變化形式是 地應(yīng)力較快上升，又迅速衰減，很容易判別。
在一條地震帶，每隔一段距離，如數(shù)十公里或上百公里，應(yīng)安裝 一套本實用新型裝置并連接成網(wǎng)，這樣根據(jù)各處的本實用新型裝置檢 測到的同一時刻地應(yīng)力的大小和方向，和地溫的高低，可以判斷將來 震中的位置，也可能根據(jù)經(jīng)驗估算將發(fā)生的地震的強度。
探管1埋設(shè)的深度不宜太深，這一方面是因為到一定深度后，鉆 孔成本將隨著深度的增加而呈指數(shù)倍數(shù)上升，另一方面是因為深層的 巖石圈力學(xué)性質(zhì)不均勻，板塊運動也有一定的隨機性，因此檢測到的 地應(yīng)力和地溫的變化并不意味著該處或附近將發(fā)生地震。綜合比較 后，探管l的埋設(shè)深度以l-2km為宜。
綜上所述，本實用新型的優(yōu)點是
1、 可以在臨震時及時發(fā)現(xiàn)地應(yīng)力、地溫和位移等變異，為避震 減災(zāi)贏得時間。
2、 本實用新型是依據(jù)不易受外部因素干擾的地應(yīng)力變化，地溫 異常，地形變異常來工作的，因此可靠性較高。


圖1為本實用新型的總體安裝圖
圖2為探管1的縱向剖視圖
在所述附圖中l(wèi)一探管，2—信號室，3—小孔，4一壓力傳感器， S—信號傳輸線，6—數(shù)據(jù)自動傳輸裝置，7—溫度傳感器，8—信號傳 輸線，9"位移傳感器，IO—信號傳輸線，ll一線卡。
具體實施方式

一套安裝于未來可能發(fā)生地震的某地區(qū)的本實用新型的地震臨 震報警裝置，如說明書附圖1所示，其探管(1)由外徑100,壁厚 5mm的鋼管構(gòu)成，探管(1)總長1500m,用于放置探管(1)的園 孔直徑為110mm,深1510m，園孔稍深一點是因為總會有一點砂土 和碎石落入孔底。在探管(i)的頂端安裝有位移傳感器(9)，其型 號為ZFD光纖光柵位移計，該光柵位移計能夠發(fā)現(xiàn)因探管扭曲、移 位或因地形變異引起的微小位移。在距探管底端10m， 210m， 410m 和610m處，沿探管的園周方向，共開有四排共16個長方形孔(3)， 孔間角距為卯° ，每個孔內(nèi)均安裝有1只壓力傳感器(4)，其型號 為CFBLS型壓力傳感器(帶預(yù)緊機構(gòu))，在探管內(nèi)壁距底端15m和 415m處，各安裝有1只溫度傳感器(7)，其型號為PT100型溫度傳 感器。信號室(2)為一鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的小屋，內(nèi)安裝有一套數(shù)據(jù) 自動傳輸裝置(6)，該裝置由APK-3389型工控機和PCM-3680通訊 卡組成，工控機通過通訊卡采集各個傳感器的數(shù)字信號，內(nèi)部進行數(shù) 據(jù)處理，根據(jù)設(shè)定的閥值決定是否報警，同時相關(guān)數(shù)據(jù)也能即時保存 以備查看。該地震臨震報警裝置可日夜不間斷地監(jiān)測從地表到地下 1500處的地應(yīng)力、地溫和位移，為臨震預(yù)報提供依據(jù)。
權(quán)利要求1、一種地震臨震報警裝置，由探管(1)和探管(1)上方的信號室(2)組成，其特征是，探管(1)是一根長金屬管，探管(1)的下部管壁每隔一段距離，就沿園周方向開有四個小孔(3)，小孔(3)之間的角距為90°，小孔(3)內(nèi)安裝有壓力傳感器(4)，壓力傳感器(4)均有信號傳輸線(5)與信號室(2)內(nèi)的數(shù)據(jù)自動傳輸裝置(6)連接，探管(1)下部和中部內(nèi)壁安裝有溫度傳感器(7)，溫度傳感器(7)經(jīng)信號傳輸線(8)與數(shù)據(jù)自動傳輸裝置(6)連接，探管(1)的上端安裝有位移傳感器(9)，位移傳感器(9)經(jīng)信號傳輸線(10)與數(shù)據(jù)自動傳輸裝置(6)連接，探管(1)內(nèi)壁安裝有用于固定信號傳輸線(5)、(8)的線卡(11)。
2、 權(quán)利要求1所述的地震臨震報警裝置，其特征還在于，信號 室(2)內(nèi)還可以安裝氣體分析設(shè)備。
專利摘要一種地震臨震報警裝置，由探管(1)和信號室(2)組成，探管(1)內(nèi)安裝有壓力傳感器(4)，溫度傳感器(7)和位移傳感器(9)，信號室(2)內(nèi)安裝有數(shù)據(jù)自動傳輸裝置(6)，該地震臨震報警裝置能夠發(fā)現(xiàn)臨震時地應(yīng)力變化，地溫異常和地形變異常等地震前兆現(xiàn)象，并及時上報主管部門，為發(fā)布臨震預(yù)報提供依據(jù)。
文檔編號G01V1/18GK201213027SQ20082005329
公開日2009年3月25日 申請日期2008年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月28日
發(fā)明者軍 羅, 陳家山 申請人:陳家山