槽波地震仪Summit ⅡEx组成
槽波地震仪组成 ppt课件
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当煤层中的炮点起爆时，首先启动触发脉冲单元和触发单元。触发单元立即唤 醒各数据采集站开始记录来自检波器的地震信号，再通过数据传输电缆传输过程至中 心站。传输过程中地震信号不可避免的要衰减，因此每隔250m要加一个中继站，对 衰减的数字信号进行放大，以便继续传输。上述的所有过程都是由中心站控制的。 现分述如下： 1.Summit Ⅱ Ex-pc中心站
不锈钢键盘上有5个状态指示灯LED。左侧2个绿灯变亮时表示供电电压已加到两 个电路上。
右侧3个状态指示灯LED（绿，红，黄）代表线路接口通电情况。绿灯亮，表明线 路接口通电；红灯亮起，表明触发允许指令有效；黄灯闪，表明summit线缆正运行 传输指令。
2. Summit Ⅱ Ex 采集站
采集站由Ex-PC 中心站控制。并与双 芯扁平线缆共同完成数据和指令的传 输工作。每一个采集站都有唯一的地 址码，标在外壳盖儿上，很容易看到。 6节镍镉电池充电电池为采集站提供电 力支持，这6节电池可给两块板供电， SPM（信号处理模块）和BPM（电池 电源模块）。SPM 对检波器收集到的 信号进行前置放大，检波，数字化， 叠加，相关和存储。BPM负责为SPM 提供电力支持和给电池充电。Ex 采集 站的外壳为导电塑料材质。
图3-3 采集站
采集站有两个检波器接口，分别为SNAP连接口和电池充电器的连接口。
需知：严禁在地下以及爆炸性气体环境中连接电池与其充电器并对电池进行充电！
一个采集站可以对两个信道的模拟信号进行数字化。每个信道分别连接到左右 两个检波器连接器上，也可将2个信道同时连接在左边的检波器连接器上。当使用 GS-A检波器探头进行地震勘查时就可以进行这样的连接。GS-A检波器探头有两个记 录分量，通过连接器与采集站连接。
物探仪器分类
物探仪器分类按照地球物理勘探依据的原理分类，可将仪器分为以下几种：一高密度电法仪1. 吉林大学骄鹏E60M、E60D高密度电法仪（分布式，即电极接口处有自动转换开关），一次布设电极多，线缆多2. 美国劳雷公司的AGI 高密度电阻率成像仪（分布式11/6芯电缆）3. 北京地质仪器厂DCX-1多功能高密度电法仪（电阻率层析成像数据采集系统）DCX -1A 型集中式电阻率层析成像数据采集系统■由工控机做主控器，采用大屏幕LCD 显示器并附有触摸屏，数据处理能力强，存储数据量大，界面友好，易于操作。
■LCD 彩显可实时显示测量数据，如：电流、电压、电阻率、极化率等、工作状态、当前测量层位、 A ， B ，M ，N 各电极工作位置、电位曲线显示、视电阻率彩色剖面图像，显示内容丰富，测量进程直观。
■集中式多路电极转换器采用复合控制技术，精简了硬件规模，使控制电极道数增多，本系统以120 道为基本组态，可以方便地做长剖面的“ 滚动” 测量。
为满足特殊用户需求，可以接受240 道测量系统的订货。
■采用双向覆盖电缆，使现场布线与分布式仪器的布线速度相当，与以往普通式连接电缆相比，施工简化，降低了劳动强度，提高了工作效率。
电缆接头均有防水功能，可在水中作业。
■本系统测量通道数量多，而且易于扩大测量通道数，使之探测有效空间增大，便于增加勘探深度和提高探测分辨率。
DCX-1B 型分布式电阻率层析成像数据采集系统■ DCX-1B 型系统采用分布式结构，其电极转换器与电缆串接，每个转换器控制盒都设有微处理器芯片，控制准确快速，各串电缆可随意串接并自动排序编址，野外施工方便。
■测量主机与DCX -1A 型系统的主机相同，有PC 机及大屏幕LCD 显示器并附有触摸屏。
LCD 彩显可实时显示测量数据，如：电流、电压、电阻率、极化率等、工作状态、当前测量层位、A ，B ，M ，N 各电极工作位置、电位曲线显示、视电阻率彩色剖面图像，显示内容丰富，测量进程直观。
防爆无缆遥测地震仪在煤矿槽波勘探中的应用
防爆无缆遥测地震仪在煤矿槽波勘探中的应用吴海【摘要】Transmitted in-seam wave exploration technique is the first choice for underground coal mine prospecting. It has the advantage of long detection range and high accuracy. But in the past, the heavy equipment impeded its wide application. We have designed and manufactured a wireless remote seismograph for coal mines, which has the advantage of being free of cable and geophone line to communicate with the main unit. The seismograph has passed EX and MA explosion-proof certification, with operation ability of 240 channels, was used in 9 in-seam wave exploration projects. The excellent performance of the seismograph has been verified, achieving good geology results.%透射槽波勘探是煤矿井下工作面内构造探测的首选技术，具有探测范围大、准确率高等优点。
针对井下槽波勘探仪器笨重等原因，研制了矿用无缆遥测地震仪，具有无缆、无需主机和通讯电话线等独特优点，使得仪器便携，施工简单，并已取得防爆证和MA认证，具备了240道的施工能力。
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30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
槽波地震仪组成
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
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26、我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索
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27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
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28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
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29、在一切能够接受法律支配的人类 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
地震勘察仪器原理与结构
地震勘探仪器原理与结构5.1地震勘探对仪器的根本要求5.1.1地震波运动学特征对仪器的要求为了利用地震波的运动学特征来推测地下反射界面的位置和形态，就要求记录多道地震信号，以便进行波的比照，识别同相轴；记录震源激发信号作为计算反射时间的起点；记录计时信号作为计算反射时间的标尺；在采用炸药震源时还要记录井口信号，以测定地震波从炮井井底的炸药爆炸点传到炮井井口的时间—τ值，进而依据的炮井深度h来推算表层的速度v＝h/τ，为今后地震资料处理时进行静校正提供依据。
除地震信号以外的这些需要记录的信号统称为辅助信号。
通常所说的地震仪记录道数指的是地震道的道数，辅助道不包括在内。
地震仪对地震信号的数据采集过程从震源激发时刻开始，一直持续到最深目的层反射信号完全到达时为止。
采集过程的持续时间称为记录长度，采用炸药等冲激震源时，记录长度T为:T=2h/v式中h---勘探目的层最大深度；v地震波的平均速度。
在地震勘探中，有意义的最大反射界面的深度很少超过10km，而到达这样深度的平均地震波速度，至少是3500m／s。
因此，通常要求的记录长度为6s。
深钻、地质解释和地震信号穿透力等项技术改良后，需要的记录时间还可能增加。
反射时间的标记是根据磁带上记录的计时信号进行的，如果计时信号本身不精确的话，依据它测出的反射时间也就不精确，由此推测出的反射界面的位置也就不准确，因此，一般要求计时信号的可重复性和绝对准确度都应保持在0 .05％的容许范围内。
5.1.2地震波动力学特征对仪器的要求为了能利用地震波的动力学持征来推测地下岩性，甚至直接找油找气，就要求地震仪高保真、高信噪比、高分辨宰地把地震波记录下来。
具体来说，应满足以下几项根本要求：〔1〕地震仪允许输入的幅度范围(简称仪器的动态范围)必须大于需要记录的地震信号的动态范围。
需要记录的地震信号的最大幅度是从震源到最近的检波点的直达波幅度，它与偏移距的大小有关；需要记录的地震信号的最小幅度是最深目的层反射波传到地表时的幅度，由勘探深度要求决定。
地震仪器设备简介
仪器中心
目录
一、仪器主机 二、采集站、电源站、交叉站部分 三、电缆及辅助部分 四、检波器部分
地球物理勘探设备 地震数据采集设备 地震仪器
采集设备
辅助设备 机械（震源）设备
中央记录系统 仪器
野外设备 (传输和采集)
爆炸机系统的编/译码器、震源 的扫描发生器/电子箱体
仪器车
大线、电台/检波器、采集站、 交差站
采集站的基本原理
• 前放
（放大模拟地震信号，提高抗干扰能力）、
前放增益：地震信号强度很弱，检波器输出的电信号一般为微伏级至
毫伏级左右，若这一信号直接送至A/D 转换，其结果将带来以下几个 问题： 由于信号幅度小、A/D转换精度低。 由于信号整体幅度较小，势必使A/D转换器的高位均为0，不能充分利用 24位A/D 转换器(实用20 位)资源。 也将损失相当部分的小信号，降低了信号的动态范围 采用线性提升整个信号幅度的方法，使A/D 转换器输入信号的最大幅度略 小于满标称幅度范围(目前仪器A/D转换器的参考电压一般为2.5V4.5V)。最大限度地提高信号的转换精度和最大限度地保证所记录信号 的动态范围。 注意：一方面由于地震信号很微弱，在送到A/D转换以前，必须进行放大， 以满足仪器的最小输入，从仪器本身的噪声中提取出来；另一方面， 一些干扰波的幅度很大，当上面附加有有效信号时，如果放大的倍数 太大，则会超出A/D的最大值导致溢出。因此选择前放增益需要考虑 当时的施工情况。 另外为防止野外可能出现的雷击破坏情况，在前置放大器前端信号入口 处加入电压抑制放电管、共模滤波器等电路以保护采集电路。
地震数据采集流程 地震数据的采集过程从时序上看是一个开环链路数据 接力传输流程 ,即从炮点能量激发开始仪器便进入采集状 态 ,此时地震波经检波器输入到采集站 ,地震数据就经由每 一个相关环节源源不断地传到主机并记录磁带直到完成整 个记录长度 ,其基本流程关系如图1 所示。
2011年槽波会议新闻
槽波新闻北京欧华联科技有限责任公司和德国DMT公司联合义马煤业集团股份有限公司及河北煤炭科学研究院于2011年10月16日—2011年10月19日在河南义马煤业集团股份有限公司召开“2011年槽波地震勘探技术推介与研讨会”。
在会议上，义马煤业集团领导、德国DMT公司的槽波技术专家Mr.Gerald Kroeger和Mr.Volker Schaepe，中国矿业大学的教授、槽波技术知名专家李德春做了精彩演讲，全面介绍井下槽波地震勘探技术、仪器设备、应用领域和实例及软件处理分析。
更为欣喜和荣幸的是，“Summit II Ex 井下防爆槽波地震仪”的国内用户“义马煤业集团股份有限公司”和“河北煤炭科学研究院”在会议上关于应用经验和已经取得的勘探成果作出了受人瞩目的演讲。
这些实例和应用成果是用户在近期槽波地震仪勘探工作中总结而成的，意义非常！莅临此次会议的各单位领导饶有兴趣的听取了发言后，纷纷提出了各自的观点，就一些重点和热点问题进行了热烈的讨论。
10月19日，与会单位代表参观了“Summit II Ex 井下防爆槽波地震仪”在义马煤业集团新义矿的井下勘探工作。
各代表通过此次勘探工作并与矿上领导交流后，了解了“SummitII Ex 井下防爆槽波地震仪”井下施工流程，因此也打消了一些关于施工复杂等方面的诸多疑虑。
此次会议是欧华联公司关于槽波技术组织召开的第三次会议，也是最为成功的一次会议。
随着煤炭工业机械化生产程度与安全措施要求的不断提高，全面采集煤层工作面内的精确的信息，保证井下安全和科学开采已十分迫切。
槽波勘探技术和勘探方法已经逐渐被广大用户了解、掌握并应用。
我们相信在之后的槽波技术事业上又将添加浓墨重彩的一笔！北京欧华联科技有限责任公司将会以专业的培训和优质的售后服务为所有用户保驾护航！莅临此次会议的单位：义马煤业集团股份有限公司河北煤炭科学研究院黑龙江龙煤矿业集团股份有限公司鹤岗分公司黑龙江龙煤矿业集团股份有限公司鸡西分公司黑龙江龙煤矿业集团股份有限公司双鸭山分公司黑龙江龙煤矿业集团股份有限公司七台河分公司黑龙江龙煤矿业集团股份有限公司地质勘探有限公司淮南矿业（集团）有限责任公司郑州煤炭工业集团地测处平顶山煤业集团有限责任公司勘探工程处兖州煤业集团物探所中国矿业集团河南理工大学资源学院河南理工大学瓦斯地质研究欧华联公司技术总监刘国栋教授与龙煤集团交流李德春教授在会上发言并与淮南集团交流用户与德国DMT公司槽波专家现场交流各单位领导与义马集团交流槽波井下勘探。
德国DMT公司煤矿超前探测防爆系统
煤矿超前探测防爆系统1.德国DMT公司煤矿井下探测系统：德国DMT公司已有150多年历史，是德国三家煤矿开采技术公司合并而成，属于鲁尔集团。
DMT研发和生产多种与煤矿勘探和安全生产有关的仪器设备。
例如：•Summit X One地震仪•Summit M Hydra防爆矿震监测仪•DMT井下和地面三维导航以及实体精确定位系统•SBS煤层窥视仪和煤层结构成像系统•井下高密度电法仪•Summit ⅡEx井下防爆槽波地震仪•井下超前探测防爆系统井下防爆槽波地震仪SummitⅡEx在世界上独树一帜，我国河南义马煤业集团2000年引进，经创造性应用获得巨大成功，保证了安全生产，仅在躲避薄煤层开采方面就创造了近两亿元产值，并获得国家科技部的“绿色矿山科学技术”一等奖，最近又购进一套Summit ⅡEx槽波地震仪。
山西晋城煤业集团从2014年至2018年先后购买三套槽波地震仪，在探测陷落柱和掘进巷道超前探测等方面获得巨大成功。
目前国内有11家煤业集团和高校在应用DMT公司的槽波地震仪。
井下超前探测系统是在Summit ⅡEx槽波地震仪基础上扩展应用而成，晋煤集团称之为DSAD系统，仪器组成大大简化，价格大大降低，重量大大降低。
2.煤矿掘进巷道超前探测目的和方法煤矿很多安全事故发生在掘进巷道的掘进过程中，因此探测掘进巷道前方的地质构造和异常体并提前预防，对保证安全掘进十分重要。
虽然有几种探测手段，但根据地震槽波反射原理，探测掘进巷道前方的断层、破碎带、陷落柱、采空区等是最有效的方法。
煤矿掘进巷道多位于煤层之中，位于煤层中的激发源，例如锤击或炸药（统称炮点）将在煤层中产生纵波、横波和面波（勒夫波为主），它们向巷道外围扩散，遇到异常体产生反射。
超前探测是识别来自巷道前方的反射波，并对其进行处理，以确定反射体的位置。
超前探测有不同的观测系统和数据处理方法。
在检波器和炮点同时布置在巷道的同一侧时称之为分布式观测系统。
按检波器和炮点的位置分布关系分为前置观测系统和后置观测系统，图1中检波器G1,G2位于炮点S1-S10后方，称为后置观测系统。
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槽波地震仪
正如前言所述，德国DMT公司研发的新一代防爆槽波地震仪Summit ⅡEx是世界上最先进的槽波地震仪，目前它已销往西班牙、波兰、英国、俄罗斯等欧洲产煤国，并在德国国内得到广泛应用。
我国义马煤业集团和河北煤炭研究院、龙煤集团、中国矿业大学定购了新一代防爆槽波地震仪Summit Ⅱ Ex。
在工作面实测验收结果表明，仪器性能先进、轻便、操作简单，工作非常稳定，观测结果理想。
我国定购的防爆槽波地震仪Summit Ⅱ Ex均已圆满通过“安标国家矿用产品安全标志中心”和“煤炭工业电气防爆检验站”的安全防爆检测，并已获得“进口矿用产品安全标志证书”。
1.Summit Ⅱ Ex 防爆槽波地震仪包括：
中心站（主机）
数据采集站
中继站
双分量水平检波器
触发单元
触发脉冲单元
爆炸机（可选用国内矿用爆炸机）
数据传输电缆
充电器
槽波数据处理和解释软件包
现简述如下：
1）中心站（主机）
外壳和键盘均采用不锈钢金属材料，专为井下勘探
设计，具有极高安全系数和防爆功能。
15英寸
LED背光彩色显示器，四组镍镉防爆可充电电池。
主机控制整个仪器操作，数据采集、管理和实时显示观
测结果。
重22Kg。
配置四组防爆可充电电池。
2）数据采集站
采集站外壳为导电塑料材质，具极高防爆功能，有2
个状态指示灯LED指示采集站工作状态，重2.7Kg。
3）中继站
中继站外壳以导电塑料材料。
每250m长测
线接一个中继站，用来增强信号信号幅度。
状态
指示灯LED代表中继站工作状态。
重2.7kg。
4）双分量水平检波器
检波器互为垂直的双分量水平检波器，直径
为55mm 。
检波器插入煤层中的孔洞后，用气筒
给检波器胶囊充气使其膨胀，以便检波器紧紧的
贴在巷道壁上。
在移出检波器时，只需轻轻按下
阀门便可释放橡胶囊内部气体。
重3.3Kg 。
5）触发单元
当触发单元接收到爆炸信号后，便立即触
发数据采集单元和中继站开始记录，重 2.7Kg
主机中内置的 USB 接口也具有触发功能，可以
代替触发单元。
2.Summit Ⅱ Ex 防爆槽波地震仪的主要技术指标
信道数：每个采集站2个信道
A D 转换器：24位，Δ-Σ技术 6 ）爆炸机触发脉冲单元
爆炸机可选用煤矿上的爆炸机。
触发脉
冲单元中间有一小孔，放炮时，将炮线中的
一条穿过该孔，以产生感应脉冲，并传至触
发单元或主机的 USB 接口，从而启动数据采
集站和中继站开始记录。
重Kg 0.5 。
7 ）数据传输电缆
数据传输电缆时非常轻便的双芯电缆，外皮具
有极高的绝缘性和非常好的弹性，长 250 m ，负
责将数据采集站记录的数据传输给主机。
带架
重 12 Kg 。
输入电压范围：± 2.8 V
输入阻抗：20 kΩ
采样率: 125 Hz，250 Hz，500 Hz，1 kHz，2 kHz，4 kHz，8 kHz，16 kHz，
32 kHz，48 kHz
瞬时动态范围: ≥120 dB
共模抑制比: ≥100 dB
全谐波畸变: < 0.0008 %
前置增益: 0 dB，20 dB，40 dB
电源: 内部NMH电池
操作温度: - 20°C to + 40°C
操作湿度: 0 – 95 %
外壳：刚性防水外壳
3.Summit Ⅱ Ex防爆槽波地震仪的主要特点
分辨率高达24位，最高采样率达1/48ms,瞬时动态范围大于120dB，全谐波畸变低于
0.0008%，可毫无失真地记录所有的井下勒夫波、埃里波和直达波信号；
轻便，一套48道槽波地震仪重约270Kg，分体包装后很容易运至井下；
组成灵活，道间距可变，数据采集站个数可以根据任务要求增减，道间距可以根据分辨精度要求任意改变；
软件功能齐全、完善，windows 操作系统，可实时检测整个仪器的功能、技术指标和工作状态以及检波器指标和安装状态。
五、井下槽波勘探过程
1.勘探方案设计：精度，工作面几何尺寸，现有的数据采集站数量和巷道地质图等资料，设计所采取的勘探方法（透射法或反射法或透射/反射联合法），炮点和接收点位置及密度，并标在施工设计图上。
2.施工前准备：根据施工设计图中的炮点和接收站位置（一般在煤层的中部），打好炮眼（直径无要求，深约2m，炸药量100-200g）和检波器埋置孔（直径55mm，深2m）
3.施工布置：布置好仪器设备，安置好检波器，对整个仪器系统进行最后一次检查（图21）。
4.施工：爆炸工人通过电话与主机操作员联系后，引爆炸药，主机实时显示各数据采集站记录到的地震信号。
（图22）
图21 施工现场仪器设备布置
图22 施工过程及观测信号显示
煤矿井下超前探测的一种有效方法，它在一方面能提高开采的准确度，另一方面能降低由于地质问题所引起的生产事故了。
对于一个煤矿来说，井下槽波地震勘探应该属于常用的标准方法。