一种煤矿井下随采随掘深孔地震采集系统及其检测方法

专利主权项内容

1.一种煤矿井下随采随掘深孔地震采集系统的检测方法，其特征在于，采用一种煤矿井下随采随掘深孔地震采集系统，所述系统包括地震数据采集模块和倾角方位角采集模块，所述地震数据采集模块和倾角方位角采集模块连接至授时器；所述地震数据采集模块用于采集地震数据，所述地震数据采集模块包括3个分别布置于水平横向X、水平纵向Y、垂直方向Z的地震检波器，所述地震检波器传输的交流信号通过第一模数转换单元连接至存储单元，所述第一模数转换单元为三个，每个检波器单独对应一个独立的第一模数转换单元，所述存储单元上还连接有时钟模块，所述第一模数转换单元用于将地震检波器传输的交流信号转化为数字信号；所述第一模数转换单元、存储单元、时钟模块连接至第一电源单元；所述倾角方位角采集模块包括布置于水平横向X、水平纵向Y、垂直方向Z的3个加速度单元和3个方位单元，所述加速度单元通过第二模数转换单元、方位单元通过第三模数转换单元连接至第二控制单元，所述第二控制单元连接至FLASH存储单元；所述第二模数转换单元、第三模数转换单元、FLASH存储单元连接至第二电源单元；所述地震数据采集模块还包括连通地震检波器的滤波电路单元，所述滤波电路单元用于将地震检波器传输的直流信号滤除，同时传输出地震检波器的交流信号；所述地震数据采集模块还包括信号放大单元和第一控制单元，所述信号放大单元用于将经滤波电路单元后的交流信号进行放大，所述第一控制单元用于对信号放大单元进行控制；具体按照以下步骤来进行实施：步骤1、将授时器设置于井上地面，获取地面GPS时间信息；步骤2、将授时器带至井下，并连接地震数据采集模块和倾角方位角采集模块，依据GPS时间信息通过授时器向地震数据采集模块发送时间报文；步骤3、地震数据采集模块接收授时器发送的时间报文并向授时器发送延迟请求报文；步骤4、通过时间报文和延迟请求报文判断是否达到时间同步，若未同步，重复步骤3；若已同步，同步第一模数转换单元并采集数据；步骤5、安装检波器，获取并记录煤矿井下随采随掘深孔地震采集系统的深度L；步骤6、获取并记录检波器在孔口的水平横向X的坐标值X、在水平纵向Y的坐标值Y、在垂直方向Z的坐标值Z；000步骤7、通过倾角方位角采集模块自动采集孔口倾角和方位角数据，获取初始孔口倾角β，初始方位角α，在随采随掘深孔地震采集系统到达最终位置后，获得最终倾角β，最终方位角α；00ii步骤8、根据初始孔口倾角β、初始方位角α、最终倾角β、最终方位角α，获取随采随掘深孔地震采集系统在孔中相对孔口在水平横向X的坐标增量x、在水平纵向Y的坐标增量y、在垂直方向Z的坐标增量z；00ii步骤9、通过水平横向X的坐标值X、水平纵向Y的坐标值Y、垂直方向Z的坐标值Z、水平横向X的坐标增量x、水平纵向Y的坐标增量y、垂直方向Z的坐标增量z，获取随采随掘深孔地震采集系统的坐标；000步骤10、通过加速度单元获取三轴减速度，进而获得随采随掘深孔地震采集系统的倾斜角度；步骤11、通过步骤9获取随采随掘深孔地震采集系统的坐标，结合深度L和倾斜角度，矫正检波器在坐标系中各轴向的分量，从而完成三分量的检测过程；所述步骤3中，地震数据采集模块向授时器发送延迟请求报文时，通过同步算法调整自身时钟的偏差；所述步骤8中，坐标增量通过如下算法获取：式中，x为水平横向X的坐标增量，y为水平纵向Y的坐标增量，z为垂直方向Z的坐标增量。