YTZ3(B)礦用地震儀研制

吳 海，張慶慶，燕 斌，徐 晶，王 季

(中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司，陜西 西安 710077)

槽波地震勘探是利用在煤層中激發(fā)和傳播的導(dǎo)波，來(lái)探查煤層不連續(xù)性的一種物探方法[1-4]，它是井下地震勘探的主要方式之一，能夠查明工作面內(nèi)的地質(zhì)異常體，對(duì)煤礦安全生產(chǎn)具有重要作用[5-6]。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外科研院所和高校開(kāi)展了基于煤礦井下槽波技術(shù)的研究和推廣，取得了較好的效果[7-11]。適用于煤礦井下地震勘探的多通道、便攜式地震儀較少，煤礦井下地震儀器成為制約煤礦井下地震勘探技術(shù)發(fā)展的瓶頸之一[3-4]。因此，急需開(kāi)展對(duì)煤礦井下地震勘探技術(shù)與裝備的研究。

目前能用于煤礦井下地震勘探的防爆地震儀有Summit Ex，由于該儀器設(shè)備笨重，仍然采用大線(xiàn)進(jìn)行采集站之間的聯(lián)網(wǎng)，因此在煤礦井下進(jìn)行地震勘探施工還是相當(dāng)費(fèi)力、費(fèi)時(shí)。

20世紀(jì)80年代，煤炭科學(xué)研究總院西安研究院就開(kāi)展了井下槽波地震儀的研發(fā)工作，因?yàn)樵O(shè)備不夠輕便而沒(méi)有得到廣泛推廣；隨后開(kāi)發(fā)的YTR(D)瑞利波探測(cè)儀，采用6道壓電加速度檢波器，專(zhuān)門(mén)用于井下巷道超前探測(cè)；近年來(lái)，煤炭科學(xué)研究總院重慶院推出了DTC-150型遙控地震儀，帶道能力為12道。以上這幾種儀器均采用集中采集的方式，因帶道能力的局限，要想獲得井下大排列的地震記錄仍然力不從心。中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司于2014年推出了YTZ3礦用地震儀，該儀器采用節(jié)點(diǎn)式設(shè)計(jì)理念，擺脫了大線(xiàn)的困擾，減小了裝備質(zhì)量，使得井下施工更為便捷，為煤礦井下地震勘探技術(shù)提供了裝備支撐[1-7]。但是該儀器充電和數(shù)據(jù)傳輸仍然存在諸多不便，為此研制了YTZ3(B)礦用地震儀，進(jìn)一步提升了儀器性能、穩(wěn)定性，減小了儀器質(zhì)量，采用充電傳輸一體機(jī)柜提高了儀器的操作性。

1 總體設(shè)計(jì)

針對(duì)煤礦井下槽波探測(cè)施工的特點(diǎn)，采用節(jié)點(diǎn)式地震儀設(shè)計(jì)思路，實(shí)現(xiàn)各臺(tái)儀器之間分布式采集、獨(dú)立存儲(chǔ)、地面數(shù)據(jù)統(tǒng)一回傳。節(jié)點(diǎn)式地震儀擺脫了大線(xiàn)的困擾，減小了儀器的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了采集通道的任意擴(kuò)展，提高了槽波探測(cè)的精度。節(jié)點(diǎn)式地震儀各臺(tái)設(shè)備獨(dú)立工作，儀器之間采用高精度恒溫晶振和GPS同步技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘的精確同步。地面利用GPS技術(shù)為各臺(tái)儀器進(jìn)行授時(shí)，煤礦井下利用各臺(tái)儀器內(nèi)部的高精度恒溫晶振來(lái)確保時(shí)鐘的精確授時(shí)。為了提高儀器的智能化程度、實(shí)現(xiàn)儀器的低功耗管理，采用雙處理器模式提高儀器性能。整個(gè)設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)思路，將儀器按功能劃分為：電源板、采集板、控制板。為了提高儀器的可靠性、穩(wěn)定性，采用基于嵌入式Linux系統(tǒng)的配置和數(shù)據(jù)管理機(jī)制。YTZ3(B)礦用地震儀研制分為硬件、軟件和結(jié)構(gòu)部分。其中，硬件完成儀器的電路原理圖設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)；軟件在硬件基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)嵌入式采集控制、時(shí)序控制、存儲(chǔ)控制，移植嵌入式Linux系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)基于嵌入式Linux系統(tǒng)的智能控制管理軟件；結(jié)構(gòu)部分進(jìn)行儀器的外殼設(shè)計(jì)，選擇合適的接插件、開(kāi)關(guān)、LED燈等，滿(mǎn)足煤礦井下防爆設(shè)計(jì)的要求。按照儀器功能，儀器總體框圖如圖1所示。

圖1 礦用本安型地震儀總體框圖

2 硬件設(shè)計(jì)

研制的YTZ3(B)礦用地震儀主要技術(shù)指標(biāo)如下：帶道能力為單站3道；采集分辨率24位AD；采樣率250、500、1000、2 000、4 000、8 000、16 000 sps可選；最大輸入信號(hào)6 V(峰峰值)；本底噪聲不大于1 μV(1 000 sps)；振幅一致性不大于0.5%；相位一致性不大于0.10；動(dòng)態(tài)范圍不小于120 dB；工作時(shí)間不小于15 h(電池供電)，支持定時(shí)開(kāi)關(guān)機(jī)；防爆類(lèi)型為本質(zhì)安全型，防爆標(biāo)志Ex ib I Mb。

2.1 功能模塊

儀器設(shè)計(jì)采用外接三通道檢波器或者一個(gè)三分量檢波器，將檢波器輸出的模擬信號(hào)進(jìn)行放大、數(shù)字化、濾波處理，利用智能控制部分實(shí)行AD按要求采樣、時(shí)序控制以及可靠存儲(chǔ)和智能數(shù)據(jù)傳輸。按照各部分功能，將儀器劃分為以下功能模塊。

(1)電源管理模塊。電源管理模塊為儀器各部分提供需要的各路電源。將鋰電池輸出的6.4 V電壓轉(zhuǎn)換成3.3V_Alive、+5V、-5V、+5V_ADC、+5 V_STM、+5 V_ARM 六路不同的電壓，以滿(mǎn)足AD、時(shí)鐘、控制部分的電源需要。為了實(shí)現(xiàn)儀器的低功耗設(shè)計(jì)，電源部分根據(jù)儀器工作狀態(tài)需要，實(shí)現(xiàn)儀器的智能供電。電源板上采用隔離DC-DC和各種不同的LDO，配合可編程限流器件來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)本安參數(shù)的控制。整個(gè)電源模塊設(shè)計(jì)嚴(yán)格按照礦用本安儀器的設(shè)計(jì)要求來(lái)完成。

(2)采集模塊。采用國(guó)內(nèi)外常用的地震采集通道解決方案，實(shí)現(xiàn)檢波器輸出的模擬信號(hào)的放大、AD轉(zhuǎn)換和濾波等功能。為了提高儀器的采集性能，采用3個(gè)獨(dú)立通道實(shí)現(xiàn)各個(gè)通道的獨(dú)立采集和AD化，采用差分信號(hào)提高儀器的采樣精度。三通道設(shè)計(jì)可以兼顧一臺(tái)設(shè)備連接3個(gè)檢波器或者1個(gè)三分量檢波器的需要。

(3)時(shí)序管理模塊。采用cpld和實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片進(jìn)行時(shí)鐘和時(shí)序管理。將高精度恒溫晶振輸出的頻率采用cpld進(jìn)行分頻處理，給儀器各部分提供需要的時(shí)序。利用實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片進(jìn)行授時(shí)和走時(shí)管理。該模塊配合處理器為儀器各部分提供精準(zhǔn)的時(shí)鐘信息。同時(shí)，采用GPS授時(shí)技術(shù)和高精度恒溫晶振，低功耗智能管理技術(shù)實(shí)現(xiàn)了儀器的高精度同步走時(shí)控制。

(4)控制模塊。采用嵌入式控制器實(shí)現(xiàn)儀器的智能控制。為了實(shí)現(xiàn)儀器的智能化控制，提高儀器的性能，采用雙控制器實(shí)現(xiàn)儀器各部分的智能控制。采用嵌入式低功耗STM32控制芯片實(shí)現(xiàn)儀器的智能采集和存儲(chǔ)，采用嵌入式ARM9處理器實(shí)現(xiàn)儀器的數(shù)據(jù)傳輸控制。嵌入式ARM控制芯片的復(fù)雜度和封裝形式?jīng)Q定了它的外圍電路比較復(fù)雜，電路布板的密度高。如果完全自行設(shè)計(jì)并布板，其穩(wěn)定性和可靠性風(fēng)險(xiǎn)增大，選擇了成熟的OEM產(chǎn)品，其成本更低且穩(wěn)定性和可靠性更高。

(5)存儲(chǔ)模塊。該模塊實(shí)現(xiàn)槽波地震儀連續(xù)采集數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)、可靠存儲(chǔ)。采用工業(yè)級(jí)存儲(chǔ)芯片結(jié)合高可靠性存儲(chǔ)算法，實(shí)現(xiàn)連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間大數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)存儲(chǔ)。

(6)人機(jī)交互模塊。在機(jī)殼表面設(shè)計(jì)若干個(gè)按鍵和LED指示燈，實(shí)現(xiàn)儀器工作狀態(tài)的控制和顯示功能，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互功能。按鍵和LED指示燈設(shè)計(jì)要符合人體工學(xué)原理，便于在煤礦井下進(jìn)行按鍵和顯示。

2.2 器件選型

根據(jù)儀器設(shè)計(jì)要求，考慮礦用本安儀器的設(shè)計(jì)要求，提高儀器性能的同時(shí)兼顧低功耗設(shè)計(jì)。按照這種思路，對(duì)儀器的核心器件進(jìn)行了選型。

(1)嵌入式控制器選擇。根據(jù)儀器設(shè)計(jì)要求，為了提高儀器的性能，同時(shí)兼顧低功耗設(shè)計(jì)要求，選擇性能優(yōu)越且功耗低的嵌入式控制器作為中央控制單元。考慮到儀器工作模式的需要，采用雙嵌入式控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)。為此，選擇嵌入式STM32控制芯片和嵌入式ARM9處理器作為儀器的核心控制器件。為了提高儀器的穩(wěn)定度，所選控制器芯片均采用工業(yè)級(jí)芯片。

(2)高精度晶振選擇。根據(jù)儀器設(shè)計(jì)要求，儀器采用節(jié)點(diǎn)式地震儀設(shè)計(jì)思路。各臺(tái)儀器獨(dú)立工作，如何確保各臺(tái)儀器之間的精確時(shí)鐘同步是儀器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在。儀器內(nèi)部采用高精度晶振來(lái)實(shí)現(xiàn)時(shí)間的精準(zhǔn)授時(shí)，確保各臺(tái)儀器之間走時(shí)的一致性。目前，國(guó)內(nèi)外頻率穩(wěn)定度能滿(mǎn)足儀器設(shè)計(jì)要求的就是恒溫晶振。但是，恒溫晶振功耗一般都比較大，不太滿(mǎn)足礦用本安型地震儀的設(shè)計(jì)需求。為此，多次調(diào)研、測(cè)試了國(guó)內(nèi)外多種恒溫晶振，并在電路設(shè)計(jì)上采用智能電源管理，降低儀器功耗。最終選擇了一種既能滿(mǎn)足儀器精度需求、又能滿(mǎn)足儀器功耗的高精度恒溫晶振。

(3)AD選擇。根據(jù)槽波特性，需要選擇高精度的AD轉(zhuǎn)換芯片以及數(shù)字濾波器，提高儀器的采樣精度。為了滿(mǎn)足煤礦井下槽波地震勘探的需要，選擇地震專(zhuān)用放大、AD和濾波專(zhuān)用套片提高儀器的采集性能。選擇的地震專(zhuān)用AD套片，利用可編程技術(shù)實(shí)現(xiàn)放大倍數(shù)控制、采樣率設(shè)置、濾波器選擇，提高了儀器的智能化水平。

(4)DC-DC選擇。電源部分負(fù)責(zé)給整個(gè)儀器提供需要的各路電壓，并確保各路的輸出能力滿(mǎn)足儀器的功率要求。由于礦用槽波探測(cè)儀是礦用本安型儀器，在電源設(shè)計(jì)中既要滿(mǎn)足儀器功率需求，又要兼顧防爆要求，這就要求在設(shè)計(jì)中嚴(yán)格按照本安電路設(shè)計(jì)進(jìn)行。選擇低功率、低紋波、高效率、隔離DC-DC進(jìn)行各路電壓的輸出轉(zhuǎn)換。

(5)其他器件選擇。槽波探測(cè)儀設(shè)計(jì)中，為了提高儀器的穩(wěn)定性、可靠性，關(guān)鍵器件均選擇工業(yè)級(jí)芯片。所有器件均滿(mǎn)足本安型電路的設(shè)計(jì)要求。

2.3 電路設(shè)計(jì)

整個(gè)電路設(shè)計(jì)采用Altium Designer 16.0進(jìn)行設(shè)計(jì)，按照功能模塊劃分，分別進(jìn)行電源電路設(shè)計(jì)、采集電路設(shè)計(jì)和控制電路設(shè)計(jì)。

(1)電源電路。將鋰電池輸出的電壓轉(zhuǎn)換成儀器需要的各路電壓，并滿(mǎn)足各路功率需要。。

(2)采集電路。該部分電路實(shí)現(xiàn)將檢波器輸出的模擬信號(hào)，進(jìn)行放大、AD轉(zhuǎn)換及濾波，輸出到控制單元。

(3)控制電路。該部分是整個(gè)儀器的核心，實(shí)現(xiàn)儀器各個(gè)模塊的控制和協(xié)調(diào)。該部分分為STM32控制和ARM控制，其中STM32實(shí)現(xiàn)AD、存儲(chǔ)、人機(jī)交互控制，ARM實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)傳輸控制，也包括系統(tǒng)需要的各種時(shí)序的實(shí)現(xiàn)。

3 軟件設(shè)計(jì)

YTZ3(B)礦用地震儀是基于嵌入式STM32處理器和嵌入式ARM處理器平臺(tái)開(kāi)發(fā)的智能儀器，軟件部分分為基于嵌入式平臺(tái)的采集控制程序開(kāi)發(fā)、GPS授時(shí)程序開(kāi)發(fā)和基于嵌入式Linux的智能管理平臺(tái)開(kāi)發(fā)。

3.1 采集控制軟件

采集控制軟件是基于嵌入式STM32處理器開(kāi)發(fā)的，采用嵌入式C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)模擬數(shù)據(jù)的智能化、高精度、連續(xù)采集。

(1)軟件架構(gòu)。整個(gè)嵌入式采集控制軟件分為采集控制、SD卡讀寫(xiě)控制以及人機(jī)交互控制。這些功能模塊分別由底層的各種硬件驅(qū)動(dòng)程序來(lái)支撐完成。包括時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)、按鍵驅(qū)動(dòng)、LED驅(qū)動(dòng)、SD卡驅(qū)動(dòng)、文件系統(tǒng)、AD驅(qū)動(dòng)和看門(mén)狗驅(qū)動(dòng)等。軟件功能劃分如圖2所示。

圖2 嵌入式采集控制軟件架構(gòu)

(2)軟件流程。軟件采用模塊化設(shè)計(jì)思想，完成各個(gè)功能器件的驅(qū)動(dòng)程序，最后在頂層實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的智能采集和數(shù)據(jù)可靠存儲(chǔ)以及人機(jī)交互功能。

(3)采樣控制。當(dāng)儀器達(dá)到采樣條件(采樣時(shí)間到達(dá)或者按鍵觸發(fā)采樣)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)切換到采樣程序，進(jìn)行連續(xù)采樣，儀器采樣流程如圖3所示。

圖3 嵌入式采集控制軟件流程

(4)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。當(dāng)儀器在采樣過(guò)程中，采樣數(shù)據(jù)達(dá)到4 096 Byte時(shí)，軟件調(diào)用SD卡讀寫(xiě)程序，將采樣臨時(shí)數(shù)據(jù)寫(xiě)入到SD卡中，并進(jìn)行數(shù)據(jù)備份和CRC校驗(yàn)處理。SD卡中按照特定的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式進(jìn)行采集數(shù)據(jù)的寫(xiě)入操作。采樣信息是儀器在記錄模式下采樣得到的數(shù)據(jù)，每一秒采樣的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)一組采樣信息。采樣率不同，每組的數(shù)據(jù)大小也不同。

3.2 GPS授時(shí)軟件

該部分通過(guò)串口連接GPS授時(shí)器，讀取GPS時(shí)間信息，并將其寫(xiě)入儀器中的實(shí)時(shí)芯片，實(shí)現(xiàn)從GPS給儀器精確授時(shí)。

YTZ3(B)礦用地震儀進(jìn)入授時(shí)程序后，當(dāng)同步信號(hào)GPS秒脈沖上升沿到來(lái)時(shí)，會(huì)引發(fā)中斷，中斷服務(wù)程序會(huì)接收GPS接收機(jī)的串口信息，將GPRMC子語(yǔ)句提取并存儲(chǔ)在中央控制單元的數(shù)據(jù)接收緩沖區(qū)，最后提取GPRMC子語(yǔ)句中的時(shí)間信息轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制形式，再把UTC時(shí)間轉(zhuǎn)換為北京時(shí)間，存入顯示緩沖區(qū)，顯示授時(shí)時(shí)刻。

如果摔倒后骨折了，切不可亂揉亂動(dòng)。尤其是腰部，千萬(wàn)不要隨意活動(dòng)，因?yàn)檠倒钦酆箅S意活動(dòng)很可能會(huì)造成關(guān)節(jié)脫位，嚴(yán)重的可導(dǎo)致下肢癱瘓，尤其是后仰倒地的人更要注意，以免造成頸椎或者腰椎等部位關(guān)節(jié)的二次損傷。

3.3 基于嵌入式Linux的智能管理平臺(tái)軟件

(1)軟件流程。本軟件是基于YTZ3(B)礦用地震儀平臺(tái)開(kāi)發(fā)的基于嵌入式Linux系統(tǒng)的智能管理控制軟件。軟件在Linux系統(tǒng)下開(kāi)發(fā)完成，軟件實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)槽波探測(cè)儀的參數(shù)配置、IP設(shè)置、數(shù)據(jù)下載等功能。將編譯好的軟件下載到地震儀的ARM芯片中，通過(guò)按鍵進(jìn)入Linux系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)Web方式控制地震儀的數(shù)據(jù)管理和參數(shù)配置。軟件采用模塊化設(shè)計(jì)思想，通過(guò)Web界面的功能選擇，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置、時(shí)間設(shè)置、采樣參數(shù)配置及數(shù)據(jù)下載等功能。

(2)功能模塊。根據(jù)儀器的功能要求，將該軟件劃分為5個(gè)功能模塊，分別為設(shè)備狀態(tài)查詢(xún)、記錄狀態(tài)查詢(xún)、記錄設(shè)置、網(wǎng)絡(luò)設(shè)置以及其他設(shè)置。設(shè)備狀態(tài)查詢(xún)實(shí)現(xiàn)設(shè)備基本信息的查詢(xún)，記錄狀態(tài)查詢(xún)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的采樣信息查詢(xún)，記錄設(shè)置實(shí)現(xiàn)設(shè)備的采樣率、增益設(shè)置以及采樣時(shí)間設(shè)置，網(wǎng)絡(luò)設(shè)置實(shí)現(xiàn)設(shè)備的IP地址設(shè)置，其他設(shè)置實(shí)現(xiàn)設(shè)備的時(shí)間信息配置。

4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

隨著煤礦開(kāi)采工藝和設(shè)備的快速發(fā)展，超長(zhǎng)超寬工作面越來(lái)越多。對(duì)于超長(zhǎng)超寬工作面，完成一次槽波工作面成像，往往需要幾百道地震儀同時(shí)采集數(shù)據(jù)。槽波探測(cè)儀在煤礦井下開(kāi)展數(shù)據(jù)采集工作時(shí)，會(huì)需要上百臺(tái)甚至幾百臺(tái)同時(shí)工作，這時(shí)設(shè)備的質(zhì)量就顯得尤為重要，減輕每臺(tái)設(shè)備的質(zhì)量就非常關(guān)鍵。

煤礦井下槽波探測(cè)技術(shù)一直以來(lái)得不到大力推廣的根本原因就是缺少井下便攜式、輕便的裝備支持。研制的第一代YTZ3礦用地震儀外殼采用的是尼龍外殼，組裝起來(lái)單臺(tái)儀器質(zhì)量達(dá)到2.7 kg，減輕了儀器的質(zhì)量，對(duì)于煤礦井下槽波施工起到了很好的推動(dòng)作用。研制的YTZ3(B)礦用本安型地震儀，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，滿(mǎn)足礦用產(chǎn)品防爆要求的同時(shí)，精簡(jiǎn)儀器結(jié)構(gòu)，采用ABS材料，減輕儀器質(zhì)量，組裝后的儀器質(zhì)量只有1.5 kg。

在儀器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，多次組織技術(shù)人員、現(xiàn)場(chǎng)施工人員等討論儀器結(jié)構(gòu)，形成了多套儀器設(shè)計(jì)方案，最終優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，形成了最終產(chǎn)品。儀器樣機(jī)如圖4所示，儀器機(jī)架如圖5所示。

圖4 YTZ3(B)礦用地震儀

圖5 YTZ3(B)礦用地震儀機(jī)架

5 性能測(cè)試

在實(shí)驗(yàn)室對(duì)研制的YTZ3(B)礦用地震儀的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)試，均達(dá)到或者超過(guò)設(shè)計(jì)要求。

(2)輸入信號(hào)測(cè)試。在實(shí)驗(yàn)室，利用信號(hào)源給儀器輸入指定頻率，指定幅值的正弦信號(hào)，檢測(cè)儀器采集的信號(hào)，通過(guò)對(duì)比分析，判斷儀器的采集性能。從測(cè)試結(jié)果看，儀器具有優(yōu)秀的信號(hào)采集能力，滿(mǎn)足儀器的設(shè)計(jì)要求。

6 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

某煤礦I040204工作面所采煤層為2煤。地面三維地震探測(cè)出此工作面內(nèi)存在一條斷層DF34，落差為7 m，傾角為73°，該斷層將會(huì)對(duì)I040204工作面運(yùn)輸巷的布置造成重大影響，需要查明。采用反射槽波探測(cè)I040204工作面內(nèi)DF34斷層的發(fā)育情況，探測(cè)測(cè)線(xiàn)總長(zhǎng)為780 m，設(shè)計(jì)道距為10 m，炮距為20 m，布置檢波點(diǎn)79個(gè)，炮點(diǎn)為38個(gè)。

針對(duì)巷道內(nèi)部揭露情況和煤層的變化趨勢(shì)，在實(shí)際施工中檢波器對(duì)接到巷道錨桿露頭上，與錨桿耦合良好；炮孔深3 m，方向垂直于煤壁，藥量0.3 kg。每個(gè)激發(fā)點(diǎn)放炮，所有的接收點(diǎn)均接收。數(shù)據(jù)采集采用本文研制的YTZ3(B)礦用地震儀，采樣間隔0.25 ms，其中S15炮采集數(shù)據(jù)如圖6所示。

圖6 S15炮槽波波場(chǎng)數(shù)據(jù)

從圖6中可以清晰分辨出直達(dá)槽波、反射槽波。此次探測(cè)所采集數(shù)據(jù)的原始數(shù)據(jù)質(zhì)量較高，所得數(shù)據(jù)全部合格。

7 結(jié)語(yǔ)

采用無(wú)纜遙測(cè)的設(shè)計(jì)理念，選用恒溫晶振來(lái)提高儀器的走時(shí)精度，采用了雙嵌入式處理器的工作模式，提高儀器的智能化程度。另外，在整個(gè)儀器設(shè)計(jì)中采用功耗控制模式，降低了儀器的系統(tǒng)功耗。研制的YTZ3(B)礦用地震儀，采用充電傳輸一體機(jī)柜，提高了儀器的操作性。該套裝備為煤礦井下地質(zhì)構(gòu)造探測(cè)提供了裝備支撐。

近年來(lái)，利用該套裝備在國(guó)內(nèi)20多個(gè)工作面完成了槽波探測(cè)，取得了較好的地質(zhì)效果。