一種確定覆巖裂隙的系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種確定覆巖裂隙的系統(tǒng)及方法，屬于煤礦開(kāi)采技術(shù)領(lǐng)域。該系統(tǒng)中箱體至少包括三層；傳感器單元包括至少4個(gè)微震傳感器，微震傳感器設(shè)置在箱體內(nèi)，且位于不同層之間的微震傳感器在箱體底部的投影不重疊；數(shù)據(jù)采集單元設(shè)置在所述箱體外側(cè)，且與微震傳感器電連接；處理器設(shè)置在箱體外側(cè)，與數(shù)據(jù)采集單元電連接；設(shè)置在不同層之間的微震傳感器用于獲取覆巖層微破裂產(chǎn)生的彈性波，并將獲取到的彈性波轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)傳輸給數(shù)據(jù)采集單元；數(shù)據(jù)采集單元對(duì)接收到的模擬信號(hào)進(jìn)行采集和記錄，并將所述模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)傳輸給處理器；處理器對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波，并根據(jù)濾波后信號(hào)確定所述覆巖層微裂痕分布情況。
【專利說(shuō)明】
一種確定覆巖裂隙的系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于煤礦開(kāi)采設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，更具體的涉及一種確定覆巖裂隙的系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在煤礦的五大災(zāi)害中，瓦斯災(zāi)害位居其首，目前瓦斯抽采是治理瓦斯災(zāi)害行之有效的手段，研究工作面開(kāi)采過(guò)程中采空區(qū)覆巖裂隙的分布和演化規(guī)律，可為瓦斯抽采設(shè)計(jì)提供可靠的參考和指導(dǎo)。
[0003]實(shí)驗(yàn)室采場(chǎng)物理相似模擬試驗(yàn)是研究采空區(qū)覆巖裂隙分布和演化規(guī)律的方法之一，對(duì)于二維物理相似模擬試驗(yàn)，可對(duì)覆巖裂隙進(jìn)行直觀的查看，而對(duì)于三維模擬試驗(yàn)，由于工作面布置在試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛢?nèi)部，采用封閉式開(kāi)挖的方法，因此無(wú)法對(duì)覆巖裂隙進(jìn)行直接的觀察。
[0004]目前通常采用的試驗(yàn)后切剖試驗(yàn)?zāi)Ｐ陀^察裂隙的方法，不能全方位全過(guò)程實(shí)時(shí)地掌握裂隙的分布狀態(tài)和演化規(guī)律;鉆孔窺視的方法也只能對(duì)局部空間的裂隙進(jìn)行觀察;而聲發(fā)射手段不能實(shí)時(shí)了解裂隙的狀態(tài)，且易受周?chē)h(huán)境噪音的干擾，采集到的數(shù)據(jù)較雜，數(shù)據(jù)量較大，不易進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和處理，得出的結(jié)果精度較差、偏差較大。
[0005]綜上所述，現(xiàn)有的方法不能充分掌握三維物理相似模擬工作面開(kāi)采過(guò)程中采空區(qū)覆巖裂隙的分布和演化規(guī)律的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明實(shí)施例提供一種確定覆巖裂隙的系統(tǒng)及方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在不能充分掌握三維物理相似模擬工作面開(kāi)采過(guò)程中采空區(qū)覆巖裂隙的分布和演化規(guī)律的問(wèn)題。
[0007]本發(fā)明實(shí)施例提供一種確定覆巖裂隙的系統(tǒng)，包括:
[0008]箱體，傳感器單元，數(shù)據(jù)采集單元和處理器；
[0009]所述箱體至少包括三層；
[0010]所述傳感器單元包括至少12個(gè)微震傳感器，所述微震傳感器設(shè)置在所述箱體內(nèi)，且位于不同層之間的所述微震傳感器在箱體底部的投影不重疊；
[0011]所述數(shù)據(jù)采集單元設(shè)置在所述箱體外側(cè)，且與所述微震傳感器電連接；
[0012]所述處理器設(shè)置在所述箱體外側(cè)，與所述數(shù)據(jù)采集單元電連接；
[0013]設(shè)置在不同層之間的所述微震傳感器用于獲取覆巖層微破裂產(chǎn)生的彈性波，并將獲取到的所述彈性波轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)傳輸給所述數(shù)據(jù)采集單元；
[0014]所述數(shù)據(jù)采集單元對(duì)接收到的模擬信號(hào)進(jìn)行采集和記錄，并將所述模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)傳輸給處理器；
[0015]所述處理器對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波，并根據(jù)所述濾波后信號(hào)確定所述覆巖層微裂痕分布情況。
[0016]優(yōu)選地，所述處理器上設(shè)置有顯示屏；
[0017]所述顯示屏用于顯示所述覆巖層微裂痕分布情況。
[0018]優(yōu)選地，所述箱體的尺寸為3mX2.5mX 1.8m;
[0019]每層至少設(shè)置4個(gè)所述微震傳感器。
[0020]優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集單元與所述微震傳感器之間通過(guò)電纜連接；
[0021 ]所述數(shù)據(jù)采集單元與所述處理器之間通過(guò)雙鉸線連接。
[0022]本發(fā)明實(shí)施例還提供一種確定覆巖裂隙的方法，包括:
[0023]根據(jù)覆巖層開(kāi)采情況，將微震傳感器設(shè)置在覆巖層內(nèi)，所述覆巖層每層內(nèi)放置的所述微震傳感器的數(shù)量至少包括2個(gè)，且每層設(shè)置的所述微震傳感器在水平面的投影不重置;
[0024]獲取所述設(shè)置在覆巖層內(nèi)微震傳感器位置坐標(biāo)，根據(jù)所述震傳感器獲取所述覆巖層內(nèi)的彈性波，對(duì)所述彈性波進(jìn)行三維空間定位；
[0025]根據(jù)所述三維空間定位，所述覆巖層開(kāi)采參數(shù)，確定所述覆巖層裂痕分別情況。
[0026]優(yōu)選地，所述獲取所述設(shè)置在覆巖層內(nèi)微震傳感器位置坐標(biāo)，根據(jù)所述震傳感器獲取所述覆巖層內(nèi)的彈性波，對(duì)所述彈性波進(jìn)行三維空間定位，包括:
[0027]將所述彈性波轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)傳輸給數(shù)據(jù)采集單元，通過(guò)所述數(shù)據(jù)采集單元將所述模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；
[0028]對(duì)所述數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行濾波處理，并結(jié)合所述微震傳感器位置坐標(biāo)，確定所述彈性波的三維空間定位。
[0029]本發(fā)明實(shí)施例中，提供一種確定覆巖裂隙的系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括箱體，傳感器單元，數(shù)據(jù)采集單元和處理器;所述箱體至少包括三層;所述傳感器單元包括至少12個(gè)微震傳感器，所述微震傳感器設(shè)置在所述箱體內(nèi)，且位于不同層之間的所述微震傳感器在箱體底部的投影不重疊;所述數(shù)據(jù)采集單元設(shè)置在所述箱體外側(cè)，且與所述微震傳感器電連接；所述處理器設(shè)置在所述箱體外側(cè)，與所述數(shù)據(jù)采集單元電連接;設(shè)置在不同層之間的所述微震傳感器用于獲取覆巖層微破裂產(chǎn)生的彈性波，并將獲取到的所述彈性波轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)傳輸給所述數(shù)據(jù)采集單元;所述數(shù)據(jù)采集單元對(duì)接收到的模擬信號(hào)進(jìn)行采集和記錄，并將所述模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)傳輸給處理器;所述處理器對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波，并根據(jù)所述濾波后信號(hào)確定所述覆巖層微裂痕分布情況。該系統(tǒng)中設(shè)置在覆巖層內(nèi)的微震傳感器可以獲取覆巖層內(nèi)所有的彈性波，由于覆巖層在應(yīng)力作用下，會(huì)發(fā)生微破裂，當(dāng)微破裂逐漸聚集，相互貫通，會(huì)形成裂痕;當(dāng)微破裂發(fā)生時(shí)，會(huì)釋放出彈性波，微破裂的劇烈程度不同，產(chǎn)生的彈性波的能量、振幅和頻率等參數(shù)也會(huì)不同；基于此，本發(fā)明實(shí)施例中，處理器根據(jù)覆巖層內(nèi)彈性波的能量，振幅，頻率等參數(shù)，以及各個(gè)微震傳感器的位置信息，可以確定覆巖層內(nèi)裂隙的尺寸，大小以及分布狀態(tài)，演化過(guò)程和趨勢(shì)等參數(shù)。從而解決了技術(shù)中存在不能充分掌握三維物理相似模擬工作面開(kāi)采過(guò)程中采空區(qū)覆巖裂隙的分布和演化規(guī)律的問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0030]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0031]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種確定覆巖裂隙的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的傳感器單元在箱體內(nèi)分布示意圖；
[0033]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的微震傳感器在箱體內(nèi)分布示意圖；
[0034]圖4為本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種確定覆巖裂痕模擬裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種確定覆巖裂痕的方法流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0037]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種確定覆巖裂隙的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。該裝置可以應(yīng)用在煤礦開(kāi)采中。
[0038]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種確定覆巖裂隙的系統(tǒng)，主要包括箱體10，傳感器單元20，數(shù)據(jù)采集單元30和處理器40。
[0039]需要說(shuō)明的是，本發(fā)明實(shí)施例中，為了能夠清楚確定覆巖層裂痕，將箱體假設(shè)為采空區(qū)覆巖層，根據(jù)設(shè)置在箱體內(nèi)的傳感器單元，獲取覆巖層內(nèi)的彈性波。
[0040]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的傳感器單元在箱體內(nèi)分布示意圖。如圖2所示，箱體10從下至上，依次劃分為三層，其中，第一層10-1，第二層10-2和第三層10-3。
[0041]具體地，如圖1和圖2所示，傳感器單元20設(shè)置在箱體10內(nèi)，由于傳感器單元20至少包括12個(gè)微震傳感器20-1，且箱體10內(nèi)部包括三層，因此，微震傳感器20-1至少均勻分布在箱體10內(nèi)每層中。
[0042]需要說(shuō)明的是，在實(shí)際應(yīng)用中，覆巖層包括的層數(shù)比較多，傳感器為了能夠清楚獲取覆巖層內(nèi)的彈性波，可以在實(shí)際測(cè)試中，將被測(cè)試覆巖層分為80多層，而且每層內(nèi)至少設(shè)置4個(gè)傳感器。
[0043]在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)箱體10的尺寸為:3m X 2.5m X 1.8m，可以將箱體10從小至少劃分為三層，且每層內(nèi)至少設(shè)置4個(gè)傳感器。
[0044]在實(shí)際應(yīng)用中，設(shè)置在箱體10內(nèi)的微震傳感器20-1用于獲取覆巖層微破裂產(chǎn)生的彈性波，為了能夠均勻獲取到覆巖層微破裂時(shí)產(chǎn)生的彈性波，優(yōu)選地，設(shè)置在箱體10內(nèi)各層之間的微震傳感器20-1在箱體10底部的投影不重疊，S卩，設(shè)置在箱體10內(nèi)各層間的微震傳感器20-1錯(cuò)開(kāi)設(shè)置。
[0045]具體地，數(shù)據(jù)采集單元30設(shè)置在箱體10外側(cè)，數(shù)據(jù)采集單元30與設(shè)置在箱體10內(nèi)的多個(gè)微震傳感器20-1之間電連接;處理器40也設(shè)置在箱體10外側(cè)，與數(shù)據(jù)采集單元30之間電連接。
[0046]在實(shí)際應(yīng)用中，在工作面開(kāi)采過(guò)程中，采空區(qū)上覆巖層在應(yīng)力的作用力下會(huì)發(fā)生微破裂，由于在應(yīng)力的斷影響下，覆巖層內(nèi)的微破裂會(huì)逐漸聚集，微破裂會(huì)相互貫通，從而可以形成裂隙；微破裂發(fā)生時(shí)，覆巖層會(huì)釋放出彈性波，由于微破裂的劇烈程度不同，所以微破裂產(chǎn)生的彈性波的能量、振幅、頻率等參數(shù)也會(huì)有所區(qū)別。
[0047]進(jìn)一步地，設(shè)置在箱體10內(nèi)各層之間的微震傳感器20-1可以獲取覆巖層微破裂時(shí)產(chǎn)生的彈性波，微震傳感器20-1將獲取到的彈性波轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，并傳輸給數(shù)據(jù)采集單元30。
[0048]在實(shí)際應(yīng)用中，由于設(shè)置在箱體10內(nèi)的微震傳感器20-1的數(shù)量可以包括多個(gè)，而且位于箱體10內(nèi)各個(gè)區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的微破裂程度也不相同，因此，多個(gè)微震傳感器20-1獲取到的彈性波的大小也不相同。在實(shí)際應(yīng)用中，由于多個(gè)微震傳感器20-1同時(shí)和設(shè)置在箱體10外側(cè)的數(shù)據(jù)采集單元30連接，為了方便數(shù)據(jù)采集單元30區(qū)分各個(gè)微震傳感器20-1獲取的不同的彈性波，優(yōu)選地，每個(gè)微震傳感器20-1內(nèi)分別設(shè)置敏感元件，當(dāng)敏感元件感受到彈性波物理信號(hào)之后，即會(huì)通過(guò)轉(zhuǎn)換元件將物理量信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，并且可以通過(guò)每個(gè)微震傳感器20-1的通道即時(shí)輸出給數(shù)據(jù)采集單元30，由于每個(gè)微震傳感器20-1之間的通道間是隔離的，因此數(shù)據(jù)采集單元30可以通過(guò)通道來(lái)區(qū)分接收到的模擬信號(hào)與微震傳感器20-1之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0049]由于箱體10內(nèi)設(shè)置的多個(gè)微震傳感器20-1分別與數(shù)據(jù)采集單元30電連接，因此，微震傳感器20-1通過(guò)與數(shù)據(jù)采集單元30之間的電纜線，將獲取到的彈性波傳輸給數(shù)據(jù)采集單元30。需要說(shuō)明的是，微震傳感器20-1在將彈性波傳輸給數(shù)據(jù)采集單元30之前，先將彈性波轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，然后再通過(guò)電纜線傳輸給數(shù)據(jù)采集單元30。
[0050]數(shù)據(jù)采集單元30對(duì)接收到的模擬信號(hào)進(jìn)行采集和記錄，在實(shí)際應(yīng)用中，由于各個(gè)微震傳感器20-1都有各自的通道，數(shù)據(jù)采集單元30通過(guò)各自的通道來(lái)區(qū)分接收到的多個(gè)模擬信號(hào)，并將接收到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。由于數(shù)據(jù)采集單元30內(nèi)設(shè)置有A/D轉(zhuǎn)換元件，數(shù)據(jù)采集單元30可以通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換單元將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。由于數(shù)據(jù)采集單元30和處理器之間通過(guò)雙鉸線連接，即數(shù)據(jù)采集單元30通過(guò)雙鉸線將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)發(fā)送至處理器40。
[0051]需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明實(shí)施例中，處理器40可以在接收到數(shù)據(jù)采集單元30發(fā)送的數(shù)字信號(hào)的同時(shí)，獲取到每個(gè)微震傳感器20-1的位置信息；或者處理器40可以在與數(shù)據(jù)采集單元30，傳感器單元20之間建立連接關(guān)系之后，獲取到傳感器單元20包括的多個(gè)微震傳感器20-1的位置信息。
[0052]處理器40接收到數(shù)字信號(hào)之后，先對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行分析和處理。由于處理器40獲取的數(shù)字信號(hào)代表覆巖層內(nèi)的彈性波，而覆巖層內(nèi)形成彈性波的時(shí)候，有多種干擾信號(hào)，因此，處理器40需要對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波處理，將數(shù)字信號(hào)內(nèi)的噪音信號(hào)進(jìn)行濾除。
[0053]進(jìn)一步地，結(jié)合每個(gè)微震傳感器20-1的位置信息，對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行三維空間定位。由于處理器40接收到的數(shù)字信號(hào)都對(duì)應(yīng)記錄每個(gè)微震傳感器20-1獲取到的彈性波的詳細(xì)信息，通過(guò)處理器40中的數(shù)據(jù)處理模塊，可分析得出每個(gè)彈性波的能量、能級(jí)、頻率等參數(shù)；結(jié)合處理器40建立的三維空間定位結(jié)果，通過(guò)設(shè)置在處理器40上設(shè)置的顯示屏，可以將微震傳感器20-1獲取到的彈性波的空間位置、能量、能級(jí)、頻率等直觀地顯示出來(lái)。舉例來(lái)說(shuō)，一個(gè)彈性波就代表了一個(gè)微破壞，如彈性波的數(shù)量較多、較集中的區(qū)域，則微破壞也較密集，因此微破壞相互貫通形成的裂隙發(fā)育也較充分，裂隙也就比較豐富和密集;若彈性波數(shù)量較少、對(duì)應(yīng)較稀疏的區(qū)域，則裂隙就比較稀疏;如彈性波的能量、能級(jí)、頻率等參數(shù)較大，則說(shuō)明破壞的程度越大，形成裂隙的尺寸也就越大；如彈性波累積在空間沿著某一方向分布，則代表了裂隙的走向；如彈性波在一段時(shí)間的累積朝著某一方向發(fā)展，則說(shuō)明裂隙在朝著該方向發(fā)育和擴(kuò)展。因此，根據(jù)彈性波的空間分布狀態(tài)、密集情況、發(fā)展動(dòng)態(tài)，結(jié)合彈性波的能量、能級(jí)、頻率等參數(shù)，可判定出覆巖裂隙的空間分布狀態(tài)、密集區(qū)域、演化過(guò)程、演化趨勢(shì)、裂隙的長(zhǎng)度、寬度、走向等。
[0054]基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種確定覆巖裂隙的方法，如圖5所示，為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種確定覆巖裂隙的方法流程示意圖。
[0055]如圖5所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種確定覆巖裂隙的方法包括以下步驟:
[0056]步驟501，根據(jù)覆巖層開(kāi)采情況，將微震傳感器設(shè)置在覆巖層內(nèi)，所述覆巖層每層內(nèi)放置的所述微震傳感器的數(shù)量至少包括2個(gè)，且每層設(shè)置的所述微震傳感器在水平面的投影不重疊；
[0057]步驟502，獲取所述設(shè)置在覆巖層內(nèi)微震傳感器位置坐標(biāo)，根據(jù)所述震傳感器獲取所述覆巖層內(nèi)的彈性波，對(duì)所述彈性波進(jìn)行三維空間定位；
[0058]步驟503，根據(jù)所述三維空間定位，所述覆巖層開(kāi)采參數(shù)，確定所述覆巖層裂痕分別情況。
[0059]進(jìn)一步地，所述獲取所述設(shè)置在覆巖層內(nèi)微震傳感器位置坐標(biāo)，根據(jù)所述震傳感器獲取所述覆巖層內(nèi)的彈性波，對(duì)所述彈性波進(jìn)行三維空間定位，包括:
[0060]將所述彈性波轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)傳輸給數(shù)據(jù)采集單元，通過(guò)所述數(shù)據(jù)采集單元將所述模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；
[0061 ]對(duì)所述數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行濾波處理，并結(jié)合所述微震傳感器位置坐標(biāo)，確定所述彈性波的三維空間定位。
[0062]由于該方法解決技術(shù)問(wèn)題的原理與一種確定覆巖裂隙的系統(tǒng)相似，因此該方法的實(shí)施可以參見(jiàn)系統(tǒng)的實(shí)施，重復(fù)之處不再贅述。
[0063]本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)明白，本發(fā)明的實(shí)施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本發(fā)明可采用完全硬件實(shí)施例、完全軟件實(shí)施例、或結(jié)合軟件和硬件方面的實(shí)施例的形式。而且，本發(fā)明可采用在一個(gè)或多個(gè)其中包含有計(jì)算機(jī)可用程序代碼的計(jì)算機(jī)可用存儲(chǔ)介質(zhì)(包括但不限于磁盤(pán)存儲(chǔ)器、CD-ROM、光學(xué)存儲(chǔ)器等)上實(shí)施的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式。
[0064]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種確定覆巖裂隙的系統(tǒng)，其特征在于，包括: 箱體(1)，傳感器單元(20)，數(shù)據(jù)采集單元(30)和處理器(40); 所述箱體(10)至少包括三層； 所述傳感器單元(20)包括至少12個(gè)微震傳感器(20-1)，所述微震傳感器(20-1)設(shè)置在所述箱體(10)內(nèi)，且位于不同層之間的所述微震傳感器(20-1)在所述箱體(10)底部的投影不重疊； 所述數(shù)據(jù)采集單元(30)設(shè)置在所述箱體(10)外側(cè)，且與所述微震傳感器(20-1)電連接； 所述處理器(40)設(shè)置在所述箱體(1)外側(cè)，與所述數(shù)據(jù)采集單元(30)電連接； 設(shè)置在不同層之間的所述微震傳感器(20-1)用于獲取覆巖層微破裂產(chǎn)生的彈性波，并將獲取到的所述彈性波轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)傳輸給所述數(shù)據(jù)采集單元(30); 所述數(shù)據(jù)采集單元(30)對(duì)接收到的模擬信號(hào)進(jìn)行采集和記錄，并將所述模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)傳輸給處理器(40); 所述處理器(40)對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波，并根據(jù)所述濾波后信號(hào)確定所述覆巖層微裂痕分布情況。2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器(40)上設(shè)置有顯示屏； 所述顯示屏用于顯示所述覆巖層微裂痕分布情況。3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述箱體(10)的尺寸為3mX2.5mXl.8m； 每層至少設(shè)置4個(gè)所述微震傳感器(20-1)。4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集單元(30)與所述微震傳感器(20-1)之間通過(guò)電纜連接； 所述數(shù)據(jù)采集單元(30)與所述處理器(40)之間通過(guò)雙鉸線連接。5.一種確定覆巖裂隙的方法，其特征在于，包括: 根據(jù)覆巖層開(kāi)采參數(shù)，將微震傳感器設(shè)置在覆巖層內(nèi)，所述覆巖層每層內(nèi)放置的所述微震傳感器的數(shù)量至少包括2個(gè)，且每層設(shè)置的所述微震傳感器在水平面的投影不重疊； 獲取設(shè)置在所述覆巖層內(nèi)微震傳感器位置坐標(biāo)，根據(jù)所述微震傳感器獲取所述覆巖層內(nèi)的彈性波，對(duì)所述彈性波進(jìn)行三維空間定位； 根據(jù)所述三維空間定位以及所述覆巖層開(kāi)采參數(shù)，確定所述覆巖層裂痕分布情況。6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述獲取所述設(shè)置在覆巖層內(nèi)微震傳感器位置坐標(biāo)，根據(jù)所述微震傳感器獲取所述覆巖層內(nèi)的彈性波，對(duì)所述彈性波進(jìn)行三維空間定位，包括: 將所述彈性波轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)傳輸給數(shù)據(jù)采集單元，通過(guò)所述數(shù)據(jù)采集單元將所述模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)； 對(duì)所述數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行濾波處理，并結(jié)合所述微震傳感器位置坐標(biāo)，確定所述彈性波的三維空間定位。
【文檔編號(hào)】G01N29/04GK106018554SQ201610330414
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月13日
【發(fā)明人】李樹(shù)剛, 劉超, 成小雨, 李莉, 肖鵬, 丁洋
【申請(qǐng)人】西安科技大學(xué)