CN117055096A - 气动落锤式震源激发装置 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种气动落锤式震源激发装置，装置包括发射器组件、运动组件、液压站、抽真空设备、高压氮气瓶、砧台以及基座，其中，发射器组件设置于基座上，用于向砧台发射子弹，以产生地震波；运动组件，与发射器组件连接，用于控制发射器组件的运动；液压站，与运动组件连接，用于向运动组件的运动提供动力；抽真空设备，与发射器组件连接，用于使子弹重新回归发射器组件的发射位置；高压氮气瓶，与发射器组件连接，用于通过高压氮气瓶中的压缩氮气向子弹提供动力。由此，可以实现基于压缩氮气的气体压强和子弹自身的重量向子弹提供动能，使子弹完成对砧台的冲击，进而可以有效获取地震波。

Description

气动落锤式震源激发装置

技术领域

本申请涉及地震勘探装备领域，尤其涉及一种气动落锤式震源激发装置。

背景技术

为了煤矿的生产安全，在开采煤炭前，相关工作人员需要对煤矿的地质结构进行全面勘查，以便于做出有效的安全开采方案。精确探测煤矿地质结构对于指导解决采矿工程中岩层控制的相关问题，以及数字煤矿与透明矿山的建设，均具有重要的理论及工程应用价值。

相关技术中，对煤矿地质结构进行探测，可以采用地震勘探技术。在地震勘探技术中，采用震源装置产生地震波，通过分析地震波在煤矿介质中的动力学传播特点，可以实现对煤矿地质结构的探测。

发明内容

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

本申请提出一种气动落锤式震源激发装置，以可以实现基于压缩氮气的气体压强和子弹自身的重量向子弹提供动能，使子弹完成对砧台的冲击，进而可以有效获取地震波。

本申请第一方面实施例提出了一种气动落锤式震源激发装置，所述装置包括发射器组件、控制组件、液压站、抽真空设备、高压氮气瓶、砧台以及基座；其中，所述发射器组件设置于所述基座上，用于向位于子弹下方的所述砧台发射所述子弹，以通过所述子弹对所述砧台的撞击产生地震波；其中，所述发射器组件包括所述子弹；所述控制组件，与所述发射器组件连接，用于控制所述发射器组件的运动；所述液压站，与所述控制组件连接，用于向所述控制组件的运动提供动力；所述抽真空设备，与所述发射器组件连接，用于在所述子弹发射完成后，抽取所述发射器组件中的空气，使所述子弹重新回归所述发射器组件的发射位置；所述高压氮气瓶，与所述发射器组件连接，用于通过所述高压氮气瓶中的压缩氮气向所述子弹提供动力。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请实施例一所提供的气动落锤式震源激发装置的结构示意图；

图2为本申请所提供的发射器组件的结构示意图；

图3为本申请所提供的控制组件的结构示意图；

图4为本申请所提供的车载气动落锤式可控冲击震源装备的结构示意图；

图5为本申请所提供的发射器组件的结构示意图；

图6为本申请所提供的运动机构的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

目前，对煤矿地质结构的探测手段主要包括钻探及地震勘探。

其中，钻探，是目前比较常用的方法之一，但是钻孔费时耗财，导致钻孔数量少、钻孔结果粗糙不准。

地震勘探所采用的震源主要分为***震源和非***震源。其中，***震源应用广泛，但子波稳定性较差，且由于管控，***受到了严格的限制。非***震源主要有锤击震源、震源车、***震源等。锤击震源可以获得重复性较好的子波，但锤击震源激发能量有限，易受环境影响，特别地，在干松地面的锤击效果很差。震源车可以稳定输出可控频率的地震波，但随着传播距离的增加，可控地震波的单个信号变得非常微弱，信噪比过低；同时，震源车体积大、质量重、移动困难。***震源可以通过高度压缩气体瞬间释放冲击波以产生脉冲信号，使用场地一般为海洋水域，及使用场地受限。

针对上述问题，本申请提出一种气动落锤式震源激发装置。

下面参考附图描述本申请实施例的气动落锤式震源激发装置。

图1为本申请实施例一所提供的气动落锤式震源激发装置。

如图1所示，该气动落锤式震源激发装置100包括发射器组件110、控制组件120、液压站130、抽真空设备140、高压氮气瓶150、砧台160以及基座170，其中：

可选地，发射器组件110可以设置于基座170上，可以用于向位于子弹下方的砧台160发射子弹，以通过子弹对砧台160的撞击产生地震波；其中，发射器组件110可以包括子弹。

需要说明的是，基座170可以为但不限于为车辆、支撑架等，本申请对此不做限制。

在本申请实施例中，砧台可以为长方体钢板，且可以位于子弹下方。由此，在冲击作业中，砧台可以有效避免子弹对地面的冲击而导致的地面塌陷的问题。

在一些实施例中，子弹的形状可以为但不限于为圆柱形，本申请对此不做限制。

在一些实施例中，如图2中（a）和（b）所示，发射器组件110还可以包括气室111、进气管112、发射管113、支座114和控制阀115；其中，图2中（a）为发射器组件的立体图，图2中（b）为发射器组件的剖面图。

其中，气室111可以通过进气管112与高压氮气瓶150连接，以在气室111中将从高压氮气瓶150输入至气室111的压缩氮气的压力能转化为子弹的动能。需要说明的是，气室111的内壁可以设置螺纹，以通过螺纹与发射管113连接。

在一些实施例中，气室111可以为密闭圆柱形缸体。

其中，发射管113可以设置有出气孔，以通过出气孔与发射器组件110的外界环境进行空气交换；其中，发射管113可以包括发射腔体，且子弹可以设置于发射腔体中。

在一些实施例中，发射管113可以为但不限于为合金钢材质，本申请对此不做限制。

需要说明的是，为了保证子弹的正常运动，发射腔体的内壁可以为光滑的。

其中，支座114，可以与控制组件120连接，用于与控制组件120联合控制发射器组件110的运动。需要说明的是，支座114可以设置于发射管113的中下部。

其中，控制阀115，可以用于对从气室111流向发射管113的气室气体进行控制。

需要说明的是，控制阀115可以为但不限于为电磁阀、气控阀等，本申请对此不做限制。

在一些实施例中，发射器组件110还可以包括压力变送器116。其中，压力变送器116可以用于对从气室111流向发射管113的气室气体的气体压强进行控制。

可选地，控制组件120，与发射器组件110连接，可以用于控制发射器组件110的运动。

其中，需要说明的是，发射器组件110的运动方式可以为但不限于为向上移动、向下移动、向前移动、向后移动等，本申请对此不做限制。

在一些实施例中，如图3所示，控制组件120可以包括液压油缸121、马达122、丝杆123、运动支撑架124和底座125。

其中，丝杆123和发射器组件110中的支座114可以安装于运动支撑架124上；运动支撑架124可以与底座125连接；液压油缸121可以与底座125和运动支撑架124连接；马达122可以与丝杆123连接。

比如，丝杆123可以通过两个螺母安装于运动支撑架124上；运动支撑架124可以通过螺丝与底座125连接；液压油缸121可以通过螺栓与底座125和运动支撑架124连接；马达122可以通过螺栓与丝杆123连接。

可以理解的是，控制组件120可以固定于基座170上。比如，可以通过螺丝，将控制组件120固定于基座170上。

其中，液压油缸121，可以用于通过控制液压油缸121中的液压杆的伸缩，调节运动支撑架124与底座125之间的第一夹角的角度，从而，可以调节发射器组件110与地面之间的第二夹角的角度。

在本申请实施例中，第一夹角的角度的取值范围，比如可以为0°~90°、0°~180°等，本申请对此不做限制。

在一些实施例中，液压油缸121可以采用镀铬处理。

其中，马达122，可以用于通过控制丝杆123的上下移动，调节发射器组件110与地面之间的距离。

可选地，液压站130，可以与控制组件120连接，可以用于向控制组件120的运动提供动力

在一些实施例中，液压站130可以与液压油缸121和马达122连接，用于分别向液压油缸121和马达122提供动力。

可选地，抽真空设备140，与发射器组件110连接，可以用于在子弹发射完成后，抽取发射器组件110中的空气，使子弹重新回归发射器组件的发射位置。

在一些实施例中，抽真空设备140可以与发射管113连接，用于在子弹发射完成后，抽取发射腔体中的空气，使子弹重新回归发射器组件110的发射位置。

在一些实施例中，该气动落锤式震源激发装置100还可以包括气体流速控制阀。

在本申请实施例中，气体流速控制阀可以设置于抽真空设备140中。

可选地，高压氮气瓶150，与发射器组件110连接，可以用于通过高压氮气瓶中的压缩氮气向子弹提供动力。

在一些实施例中，该气动落锤式震源激发装置100还可以包括电控***。

其中，电控***可以与发射器组件110连接，可以用于对从高压氮气瓶150输向发射器组件110的压缩氮气进行控制。

为了清楚说明电控***是如何对从高压氮气瓶输向发射器组件的压缩氮气进行控制的，在本申请实施例的一种可能的实现方式中，在发射器组件还包括气室、进气管、发射管、支座以及控制阀的情况下，当向砧台发射子弹时，可以对气室的气体压强进行第一监测，得到第一压强；当第一压强小于目标压强时，可以将高压氮气瓶中的压缩氮气输入至气室，并可以对气室的气体压强进行第二监测，得到第二压强；当第二压强未小于目标压强时，可以停止向气室输入高压氮气瓶中的压缩氮气。

在一些实施例中，电控***还可以用于获取目标压强。

为了清楚说明，电控***是如何获取目标压强的，在本申请实施例的一种可能的实现方式中，可以获取煤矿探测深度，并基于煤矿探测深度，确定目标压强。

在一些实施例中，在获取到煤矿探测深度之后，可以采用以下步骤，实现对目标压强的确定：

1、根据煤矿探测深度，查询与煤矿探测深度对应的震源冲击能量。

作为一种示例，可以预先建立煤矿探测深度与震源冲击能量的对应关系，并存储该对应关系，从而在确定煤矿探测深度的情况下，查询上述对应关系，可以获取与煤矿探测深度对应的震源冲击能量。

2、基于震源冲击能量和子弹的质量，确定子弹撞击砧台的目标速度。

作为一种示例，假设震源冲击能量为E，子弹的质量为m，可以根据以下公式，确定子弹撞击砧台的目标速度v：

；(1)

3、基于目标速度，确定子弹的冲击加速度。

作为一种示例，假设目标速度为v，可以根据以下公式，确定子弹的冲击加速度a：

；(2)

4、根据冲击加速度和进气管的直径，确定目标压强。

作为一种示例，假设冲击加速度为a，进气管的直径为D，可以根据以下公式，确定目标压强P_目：

；（3）

其中，g为重力加速度；为气室对子弹做功的效率，可以为预先设定的。

由此，可以有效且准确地确定目标压强。

在一些实施例中，电控***还可以与抽真空设备140连接，可以用于控制抽真空设备140对发射腔体中的空气的抽取。

在本申请实施例的一种可能的实现方式中，该气动落锤式震源激发装置100还可以包括气体流速控制阀。

在本申请实施例中，气体流速控制阀可以设置于抽真空设备140中。

在一些实施例中，电控***可以与气体流速控制阀连接，还可以用于对抽真空设备140抽取发射腔体中的空气的速度进行监控，以得到抽气速度，并可以根据抽气速度，通过气体流速控制阀对抽取发射腔体中的空气的速度进行控制，从而可以控制子弹的提升速度。

在一些实施例中，电控***还可以与液压站130连接，可以用于对液压站向控制组件提供的动力进行控制。

在一些实施例中，电控***还可以还用于按照预设频率控制发射器组件发射子弹。

需要说明的是，预设频率可以是根据需要进行设定的。

本申请实施例的气动落锤式震源激发装置，装置包括发射器组件、控制组件、液压站、抽真空设备、高压氮气瓶、砧台以及基座；其中，发射器组件设置于基座上，用于向位于子弹下方的砧台发射子弹，以通过子弹对砧台的撞击产生地震波；其中，发射器组件包括子弹；控制组件，与发射器组件连接，用于控制发射器组件的运动；液压站，与控制组件连接，用于向控制组件的运动提供动力；抽真空设备，与发射器组件连接，用于在子弹发射完成后，抽取发射器组件中的空气，使子弹重新回归发射器组件的发射位置；高压氮气瓶，与发射器组件连接，用于通过高压氮气瓶中的压缩氮气向子弹提供动力。由此，可以实现基于压缩氮气的气体压强和子弹自身的重量向子弹提供动能，使子弹完成对砧台的冲击，进而可以有效获取地震波。

为了清楚说明本申请上述实施例，下面结合示例进行详细说明。

作为一种示例，图4为本申请所提供的车载气动落锤式可控冲击震源装备（在本申请中记为气动落锤式震源激发装置）的示意图；其中，图4中标记41为发射器组件，图4中标记42为运动机构（在本申请中记为控制组件），图4中标记43为液压站，图4中标记44为抽真空装置（在本申请中记为抽真空设备），图4中标记45为高压氮气瓶，图4中标记46为砧台，图4中标记47为配车（在本申请中记为基座）。

其中，该车载气动落锤式可控冲击震源装备还可以包括电控***。该电控***可以用于对发射器组件41、液压站43以及抽真空装置44进行控制。

需要说明的是，电控***，可以是采用人机交互界面和智能微处理器开发组成而成的智能远程控制***，其控制精度可以达到0.01Mpa，其采用的触摸控制屏可以直接输入所需压力即可使用，同时可以配置手动操作按钮，以使其具有双控功能，并且可以采用特殊处理，以消除电磁干扰信号。

其中，如图5中（a）和（b）所示，发射器组件41可以包括气室51、进气管52、发射管53、发射腔体54、支座55、电磁阀（在本申请中记为控制阀）56、压力变送器57和子弹58。

其中，气室51可以为密闭的圆柱形缸体，且气室51可以通过进气管52与高压氮气瓶45连接。

可以理解的是，在冲击作业中，可以在气室51内将压缩氮气的压力能转化为子弹58的超高动能，以实施对砧台46的冲击，进而产生地震波。又由于在气室受力面积不变的情况下，压力能与压强呈正相关关系，即压强越大，压力能越大。因此，在本申请中，可以通过监控气室中的气体压强，控制气室中的气体压强，以控制子弹撞击砧台的动能或能量，进而可以实现对地震波的控制。

在本申请中，可以通过电控***，定量控制从高压氮气瓶45流入气室51的压缩氮气的气体量；在冲击作业中，当需要向砧台46发射子弹时，控制***可以对气室51的气体压强进行第一监测，以得到第一压强；当第一压强小于目标压强时，可以将高压氮气瓶45中的压缩氮气输入至气室51，并对气室51的气体压强进行第二监测，以得到第二压强；当第二压强未小于目标压强时，可以停止向气室输入高压氮气瓶45中的压缩氮气。进而，在气室51的压强为目标压强的情况下，可以得到子弹撞击砧台时所需要的能量。

可以理解的是，当气室51内的压强大于第一设定阈值时，可以停止将高压氮气瓶45内的压缩氮气输向气室51，可以有效避免气室气体压力过大造成气室破坏；当气室51内的压强小于第二设定阈值时，可以向气室51补充压缩氮气。需要说明的是，第一设定阈值和第二设定阈值可以是预先设定，且可以是根据实际需要进行设定的。

可以理解的是，目标压强可以不大于第一设定阈值。

其中，发射管53可以采用合金钢材质，且发射管53可以设置一出气孔；发射腔体54内部装有子弹58，且腔体内壁光滑；支座55位于发射器组件41的下部，可以用于连接运动机构42；电磁阀56可以用于控制从气室51流向发射管的气室气体的气体量；压力变送器57可以用于控制从气室51流向发射管的气室气体的压强，从而可以改变子弹58的冲击动能。

其中，子弹58位于发射腔体54中，与发射管53紧密贴合；子弹58的形状可以为圆柱形，其质量可以随子弹长度而变化，可以通过改变子弹58的质量实现不同频率的波形激发。可以理解的是，在子弹密度、子弹半径不变的情况下，子弹质量与子弹长度呈正相关关系，该关系可以采用以下公式表示：

；（4）

其中，m为子弹质量，ρ为子弹密度，r为子弹半径，h为子弹长度。

本申请的发明人在对勘探过程的研究中发现，可以通过控制发射腔体内的子弹的子弹长度，可以控制激发地震波的频率。

从而，在本申请中，在子弹的子弹长度确定之后，可以通过电控***，按照预设频率控制发射器组件发射子弹。

其中，如图6所示，运动机构42可以包括液压油缸61、马达62、丝杆63、底座64及运动支架（在本申请中记为运动支撑架）65。

其中，液压油缸61可以通过螺栓与底座64和运动支架65连接，且液压油缸可以采用镀铬处理。在本申请中，可以通过控制液压油缸61内部的液压杆的移动，调节发射管53与地面之间的夹角的角度，以实现发射器组件41与地面之间成0°~90°的调节。

其中，马达62与丝杆63可以通过螺栓连接。在本申请中，可以马达实现丝杆63的上下移动。

其中，丝杆63可以通过两个螺母与运动支架65连接。在本申请中，可以通过丝杆63的上下移动控制发射器组件41（或发射管53）与地面之间的距离。

其中，底座54可以通过螺丝与配车47的车箱底板、运动支架65连接，可以用于支撑运动机构；运动支架55与发射器组件41中的支座55连接。

其中，液压站43与液压油缸61及马达62连接，可以用于为液压油缸和马达提供动力，液压站43可以通过螺丝固定于配车47的车箱底板。

其中，抽真空装置44与发射管53连接，可以用于在子弹撞击钢板后，抽取发射腔体54内部的气体，以在大气压的作用下使得子弹58重新悬挂至发射器组件41的上部。其中，抽真空装置44还可以设置气体流速阀门，可以用于控制抽取气体的速度，进而控制子弹的提升速度，以避免抽取气体速度快而导致子弹损坏发射器组件41的问题。

其中，高压氮气瓶45为耐高压气瓶，可以通过进气管52与气室51连接。高压氮气瓶45的顶部可以设置阀门开关，以控制气体的流出。高压氮气瓶45还可以设置单向控制阀，在通过空压机向高压氮气瓶45充气时，可以通过控制单向控制阀，控制向压氮气瓶45的输入。

其中，砧台46为长方体钢板，在冲击作业时，砧台46可以位于子弹下方，可以有效防止子弹下落直接冲击地面而造成地面塌陷的问题。

其中，配车6可以用于装载和固定发射器组件41、运动机构42、液压站43、抽真空装置44、高压氮气瓶45。需要说明的是，在不同的作业场地，可以选择不同车型。

车载气动落锤式可控冲击震源装备的具体运行过程，可以分为以下几个过程：

一、运动机构的控制过程

在发射器组件41为水平卧式的情况下，配车47行驶至需要执行冲击作业的冲击作业点。移动运动机构42中液压油缸61内部的液压杆，以将运动机构42中的运动支架65与底座64之间的夹角为90°，从而实现发射器组件41的悬挂放置；然后，通过马达62控制丝杆63上下移动，发射器组件41（或发射管53）也随之上下移动，可以调节发射器组件41与放置于地面上的砧台46之间的距离，从而可以等待气室充气以执行冲击作业。

二、气室压强的控制过程

需要说明的是，在执行冲击作业时，可以优先确定高压氮气瓶45内的气体压强是否适合执行冲击作业，在不适合执行冲击作业的情况下，可以通过空压机向高压氮气瓶45充气。具体地，当高压氮气瓶45内的气体压强低于第三设定阈值时，此时表明不适合执行冲击作业，可以打开空压机，并通过高压氮气瓶45设置的单向电磁阀向高压氮气瓶45内充气；当高压氮气瓶内的气体压强大于第四设定阈值时，此时表明适合执行冲击作业，空压机可以停止工作。

然后，可以通过控制***，打开气室51右侧的电磁阀56，进而压缩氮气可以从高压氮气瓶45经过进气管52流向气室51，直至气室51的气体压强大于或者等于目标压强，可以停止向气室51输入压缩氮气。

需要说明的是，在气室51的气体压强大于或者等于目标压强时，表明可以获取到相关工作人员需要的子弹能量。

还需要说明的是，控制***还可以用于获取目标压强。具体地，控制***可以获取用户输入的煤矿探测深度，并可以基于煤矿探测深度，采用公式（1）、（2）、（3），自动确定目标压强。

三、子弹冲击、回升的控制过程

子弹冲击的控制过程：在子弹未发射前，由于子弹58上方的发射腔体54被抽真空，子弹58在下方的大气压力的作用下竖直悬挂在发射腔体54的顶部；在执行冲击作业时，打开发射器组件41中的电磁阀及压力变送器57，气室内的气室气体迅速进入发射腔体54内，由于子弹上方的气体压力远大于下方的大气压力，在压力差作用下，子弹迅速向下冲击砧台46，从而产生地震波。

子弹回升的控制过程：在子弹冲击砧台46之后，可以采用抽真空装置44抽取发射腔体内的气体，使子弹上方逐渐接近真空，在大气压力的作用下，子弹向上移动并重新回归发射位置；需要说明的是，在子弹回升的过程中，可以通过抽真空装置44设置的气体流速阀控制抽气体的速度，以此控制子弹的回升速度（在本申请中记为提升速度）。

最后，可以移动配车47至下一冲击作用点，并可以按照上述步骤重新执行冲击作业。

由此，本申请的车载气动落锤式可控冲击震源装备，可以基于高压气体及子弹自重提供的动力源，使子弹冲击砧台，从而产生地震波，进而可以利用地震勘探手段探测煤矿地质结构。

综上，本申请的车载气动落锤式可控冲击震源装备，一方面，可以通过控制发射器组件内气压和子弹长度，实现地震波能量及波形的可控输出；另一方面，可以通过运动机构控制发射器组件的卧式与直立，并可以实现震源的重复稳定激发以及高效作业。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行***、装置或设备（如基于计算机的***、包括处理器的***或其他可以从指令执行***、装置或设备取指令并执行指令的***）使用，或结合这些指令执行***、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行***、装置或设备或结合这些指令执行***、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行***执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (12)

1.一种气动落锤式震源激发装置，其特征在于，所述装置包括发射器组件、控制组件、液压站、抽真空设备、高压氮气瓶、砧台以及基座，其中：

所述发射器组件设置于所述基座上，用于向位于子弹下方的所述砧台发射所述子弹，以通过所述子弹对所述砧台的撞击产生地震波；其中，所述发射器组件包括所述子弹；

所述控制组件，与所述发射器组件连接，用于控制所述发射器组件的运动；

所述液压站，与所述控制组件连接，用于向所述控制组件的运动提供动力；

所述抽真空设备，与所述发射器组件连接，用于在所述子弹发射完成后，抽取所述发射器组件中的空气，使所述子弹重新回归所述发射器组件的发射位置；

所述高压氮气瓶，与所述发射器组件连接，用于通过所述高压氮气瓶中的压缩氮气向所述子弹提供动力。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括电控***；其中，

所述电控***与所述发射器组件连接，用于对从所述高压氮气瓶输向所述发射器组件的压缩氮气进行控制；

所述电控***还与所述抽真空设备连接，用于控制所述抽真空设备对所述发射腔体中的空气的抽取；

所述电控***还与所述液压站连接，用于对所述液压站向所述控制组件提供的动力进行控制。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述发射器组件还包括气室、进气管、发射管、支座、控制阀，其中：

所述气室通过所述进气管与所述高压氮气瓶连接，以在所述气室中将从所述高压氮气瓶输入至所述气室的压缩氮气的压力能转化为所述子弹的动能；

所述发射管设置有出气孔，以通过所述出气孔与所述发射器组件的外界环境进行空气交换；其中，所述发射管包括发射腔体，所述子弹设置于所述发射腔体中；

所述支座，与所述控制组件连接，用于与所述控制组件联合控制所述发射器组件的运动；

所述控制阀，用于对从所述气室流向所述发射管的气室气体进行控制。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述发射器组件还包括压力变送器；其中，所述压力变送器，用于对从所述气室流向所述发射管的气室气体的气体压强进行控制。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述对从所述高压氮气瓶输向所述发射器组件的压缩氮气进行控制，包括：

响应于向所述砧台发射子弹，对所述气室的气体压强进行第一监测，以得到第一压强；

响应于所述第一压强小于目标压强，将所述高压氮气瓶中的压缩氮气输入至所述气室，并对所述气室的气体压强进行第二监测，以得到第二压强；

响应于所述第二压强未小于所述目标压强，停止向所述气室输入所述高压氮气瓶中的压缩氮气。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述电控***还用于获取所述目标压强；

所述目标压强的获取，包括：

获取煤矿探测深度；

基于所述煤矿探测深度，确定所述目标压强。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述基于所述煤矿探测深度，确定所述目标压强，包括：

根据所述煤矿探测深度，查询与所述煤矿探测深度对应的震源冲击能量；

基于所述震源冲击能量和所述子弹的质量，确定所述子弹撞击所述砧台的目标速度；

基于所述目标速度，确定所述子弹的冲击加速度；

根据所述冲击加速度和所述进气管的直径，确定所述目标压强。

8.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述电控***还用于按照预设频率控制所述发射器组件发射子弹。

9.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述控制组件包括液压油缸、马达、丝杆、运动支撑架和底座；其中，所述丝杆和所述发射器组件中的支座安装于所述运动支撑架；所述运动支撑架与所述底座连接；所述液压油缸与所述底座和所述运动支撑架连接；所述马达与所述丝杆连接；

所述液压油缸，用于通过控制所述液压油缸中的液压杆的伸缩，调节所述运动支撑架与所述底座之间的第一夹角的角度，以调节所述发射器组件与地面之间的第二夹角的角度；

所述马达，用于通过控制所述丝杆的上下移动，调节所述发射器组件与地面之间的距离。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述液压站与所述液压油缸和所述马达连接，用于分别向所述液压油缸和所述马达提供动力。

11.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述抽真空设备与所述发射管连接，用于在所述子弹发射完成后，抽取所述发射腔体中的空气，使所述子弹重新回归所述发射器组件的发射位置。

12.根据权利要求1-11中任一所述的装置，其特征在于，所述装置还包括气体流速控制阀；

所述电控***与所述气体流速控制阀连接，还用于对所述抽真空设备抽取所述发射腔体中的空气的速度进行监控，以得到抽气速度；根据所述抽气速度，通过所述气体流速控制阀对抽取所述发射腔体中的空气的速度进行控制，以控制所述子弹的提升速度。