本发明涉及微震传感器，具体涉及一种适用于不同孔深的可回收微震传感器快速安装装置及安装方法。
背景技术：
1、岩体在变形破坏的过程中几乎都伴随着裂纹的产生、扩展、摩擦以及能量积聚，并以应力波的形式释放能量，产生微震事件。微震监测是一种立体化的实时监测技术，通过微震传感器与采集系统能够全时段采集由岩体破裂所发射出的弹性波信号，对弹性波信号进行处理分析，可得到岩体破裂发生的位置、震级大小、能量、地震矩等信息，进而可根据这些信息对岩体动力灾害进行动态预测预警。该技术已作为岩爆、冲击地压、高陡边坡等灾害预警的重要手段，在隧道工程、矿山工程、水利工程以及石油工程等建设中进行了大量应用，成为了工程管理和灾害防治重要技术保障。
2、在微震监测系统安装过程中，确保微震传感器有效接收岩体破裂产生的弹性波信号是首要任务之一。一般采用钻孔的方式将微震传感器放入岩体内部以达到接受岩体破裂信号的目的。因此，微震传感器与钻孔孔壁之间是否有效稳定耦合直接决定微震监测技术实施的效果。现有的方法是预埋探头在煤岩体内部或通过钻孔预埋锚杆的方式实现微震传感器与两帮和顶底板岩体的充分耦合，但存在以下缺点：首先，该方法通常只适用于深度较浅的监测孔，并且需要监测孔完全同心、孔壁光滑，但实际施工中这些要求难以保障；其次，安装装置尺寸大，只适用于直径较大的监测孔，导致监测孔成本高；第三，整个传输杆和安装结构在监测孔中是通过施加压力硬性插入到监测孔中，不仅摩擦力大，容易磨坏线缆或微震传感器，还容易在特定部位被卡到监测孔中，无法送至特定安装部位；第四，由于深孔孔内岩体多存在裂隙或断层等结构，采用传统注浆的方式，喷射进钻孔内的水泥砂浆易沿裂隙或断层出现渗漏，进而致使微震传感器因未填充水泥砂浆的空隙与岩体未能充分耦合，最终导致微震监测失效；第五，安装过程费时，费力，需要耗费大量人工。
3、由于巷道或隧道工程的掘进，应力集中范围发生变化，传感器的位置也不是一成不变的，而是随着采掘过程移动，为了采集到较为丰富的微震信号，需要将微震传感器固定在原岩应力区，而传统方法安装的微震传感器无法取出，造成成本增加，若传感器出现故障也无法进行检修；同时，在煤矿等软岩内打孔，孔在成型后极易塌孔而导致传感器无法回收，造成经济损失。因此需要对深孔微震传感器与围岩的耦合和快速回收问题进行深入研究。现有钻孔深部微震传感器的安装方法在一定程度上解决了传感器与围岩耦合和回收的问题，但仍然存在与围岩接触性不好、难以快速回收和回收率低的问题。
4、公开号为cn114563813a的中国专利公开了一种上倾深孔微震传感器安装装置及安装方法，该装置通过自带浆液实现微震传感器局部位置注浆，解决了上倾深孔水泥砂浆易沿裂隙或断层出现渗漏导致微震传感器部位与岩体耦合失效的问题，但该装置在传感器回收时较为繁琐，传感器的回收率低下。又如公开号为cn117075189a的中国专利公开了一种微震传感器循环安装装置、安装及回收方法解决了现有技术中监测容易受外界影响及传感器无法回收的技术问题，但传感器与深孔岩层耦合较差，监测结果并不理想。因此，难以实现便捷、有效地将微震传感器安装在监测孔中，使安装后的微震传感器有效与孔壁耦合良好，实现需要采用多个微震传感器对不同部位进行微震监测的深监测孔。因此，现有技术亟待进一步改进。
技术实现思路
1、针对上述现有技术的不足，本发明的一个目的在于提出一种适用于不同孔深的可回收微震传感器快速安装装置，解决微震传感器与围岩接触性不好、难以快速回收和回收率低，微震传感器与深孔岩层耦合较差，监测结果并不理想，难以在钻孔不同深度部位布设多个微震传感器，实现对岩层进行立体监测的问题。
2、为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
3、一种适用于不同孔深的可回收微震传感器快速安装装置，包括手持单元、检测单元和钻孔单元，所述手持单元包括t形把手和后盖体，所述后盖体位于t形把手的前侧，t形把手的前端与后盖体的中心处固定相连。
4、检测单元至少有两个，所有检测单元在后盖体的前侧呈线性依次布置，任意相邻两个检测单元的对应端可拆卸固定相连，首位次所述检测单元的后端与后盖体固定相连，钻孔单元设置在末位次检测单元的前端。
5、检测单元包括外壳、检测杆、微震传感器和伸缩固定组件，外壳为两端敞口的圆管，检测杆的后端插接在外壳的内部，并与外壳的内侧壁可滑动配合，微震传感器固定设置在检测杆的前端内部，所述检测杆的前端与下一位次检测单元的外壳后端螺纹固定相连。
6、所述伸缩固定组件位于外壳的前端外部，包括环行液压囊和多个岩层耦合板，所述环行液压囊套设在检测杆的外部，所有岩层耦合板呈环形均匀布置在环行液压囊的外围，各岩层耦合板的内侧与环行液压囊的外壁相连。
7、钻孔单元包括钻头和驱动组件，所述驱动组件固定于末位次检测单元的检测杆前端，钻头位于驱动组件的前侧，与驱动组件的输出端固定相连。
8、进一步地，所述t形把手是两段钢管组成的，其中一段钢管横向布置，另一段钢管纵向水平布置，纵向布置的钢管后端与横向布置的钢管中部固定焊接，其内部与横向布置的钢管内部相通。
9、所述后盖体为中心开孔的圆形钢板，纵向布置的钢管前端穿过后盖体，并与后盖体固定焊接成一体。
10、进一步地，外壳的内侧壁上具有两段导滑槽，两段导滑槽关于外壳的轴线对称布置。
11、所述检测杆的后部外侧对称设有与导滑槽对应的两个条形滑块，条形滑块与检测杆的外壁固定焊接，各条形滑块均位于对应的一段导滑槽内，检测杆通过两个条形滑块与外壳前后滑动配合。
12、进一步地，所述外壳的外侧壁具有与导滑槽位于一一对应的两段沉槽，每段沉槽的底部均开设有沿外壳轴向延伸的长条孔。
13、两个条形滑块相互背离一侧的外壁上均设有一个定位螺杆，定位螺杆的轴线与外壳的轴线相对垂直布置，其端部穿出同侧的长条孔并配置有定位螺母。
14、进一步地，所述检测杆是由后往前依次布置上连接段、颈缩段和下连接段相连构成的一体结构，上连接段和下连接段的外径相同，颈缩段的外径小于上连接段的外径，颈缩段与上连接段和下连接段的相连处采用圆弧过渡。
15、检测杆为前端封闭的空心杆体，微震传感器固定安装在下连接段的内部，各微震传感器的信号线缆通过首位次检测单元的检测杆后端进入t形把手，并通过t形把手的一侧端口穿出后，可与监测设备的信号接收端相连。
16、进一步地，所述环行液压囊为丁晴橡胶制成的圆环状，环行液压囊套设在颈缩段的外部，环行液压囊的内侧与颈缩段的圆周侧壁固定粘接在一起。
17、环行液压囊的内侧配置有进出油支管，进出油支管的端部伸至检测杆内部并配置有快速接头，各进出油支管通过快速接头均连接于位于检测杆内部的进出油主管，进出油主管的端部穿出t形把手的另一侧端口，可与液压油站相连。
18、进一步地，环行液压囊的外侧设置有与岩层耦合板数量相等且位置一一对应的限位杆，各限位杆体均与检测杆的轴向相对平行布置，其两端分别与下连接段和上连接段的对应端固定相连。
19、所述岩层耦合板的外侧壁为与钻孔内壁相配的圆弧面，其内侧设置有条形连接板，各条形连接板沿检测杆横截面的法线方向布置，滑动穿设在对应的限位杆内侧，一端与岩层耦合板的内侧壁固定相连，另一端连接有内层弧形板，各内层弧形板与环行液压囊的外侧壁硫化固定相连。
20、进一步地，每个检测杆的前端以内嵌的方式固定安装有前端盖，微震传感器固定于前端盖的后侧壁上，并与下连接段的空腔壁固定粘接。
21、所述下连接段的管壁上具有呈环形均匀布置的多个穿线通道，穿线通道的一端位于下连接段的前端面上并配置有胶塞，另一端位于下连接段的空腔壁上。
22、驱动组件包括电机盒和伺服电机，所述电机盒固定安装在末位次检测单元的检测杆前端，伺服电机安装在电机盒内，其输出轴穿出电机盒的前侧与钻头同轴固定相连。
23、本发明的另一个目的在于提出适用于不同孔深的可回收微震传感器快速安装方法。
24、适用于不同孔深的可回收微震传感器快速安装方法，采用上述的适用于不同孔深的可回收微震传感器快速安装装置，该安装方法包括如下步骤：
25、步骤1、判断围岩硐室的破碎区、应力集中区、原岩应力区的范围,确定岩壁的检测位置及检测位置的钻孔深度，之后，对岩体进行钻孔并使用高压风机将钻孔内部的碎石和灰尘清除。
26、步骤2、根据监测需求确定需要布设的微震传感器数量和各微震传感器在钻孔不同深度的检测点，将手持单元、钻孔单元和各检测单元组装成一体，各监测单元的检测杆从其外壳拉出至最大长度并与其外壳固定相连。
27、步骤3、将各环行液压囊与液压油站管路相连，液压油站开始工作，将各环行液压囊的液压油排净，岩层耦合板保持靠近检测杆外壁的收缩状态。
28、钻孔单元的驱动组件连接电源，将钻孔单元插入到钻孔内，钻头对钻孔的内壁修整成规则的圆形后，从钻孔内取出，并再次对使用高压风机将钻孔内部的碎石和灰尘清除。
29、步骤4、解除检测杆与其外部外壳的固定，根据各微震传感器在钻孔内的检测点位置调节检测杆与其外部外壳的相对位置后，将各检测杆与其外部外壳的重新固定相连。
30、将各微震传感器信号端连接的信号线缆与监测设备连接，将组装好的微震传感器快速安装装置插入钻孔内部，后盖体贴合于钻孔外端口的岩壁上，各微震传感器到达预定的监测点。
31、步骤5、液压油站对各环行液压囊供油加压，环行液压囊驱动其外部的各岩层耦合板同步向外侧运动实现扩张，岩层耦合板与钻孔内壁贴合并压紧在钻孔内壁上，之后，环行液压囊停止进油并保持内部压强恒定。
32、步骤6、通过监测设备启动各微震传感器，微震传感器实时收集来自岩壁的震动波信号，待监测完成需要转移微震传感器时，关闭各微震传感器，将各环行液压囊的液压油排出，岩层耦合板向内侧收缩后，将微震传感器快速安装装置从钻孔内取出。
33、通过采用上述技术方案，本发明的有益技术效果是：
34、1、本发明利用钢制壳体保护微震传感器，使其不易受岩体变形影响，可以快速的实现微震传感器的安装与回收，重复利用率高，不仅可以使微震传感器与煤岩体耦合良好，提高微震传感器接收信号的质量，而且可以使微震传感器和围岩迅速接触，并且可以针对各个方位进行安装，而不必担心漏浆等问题，增强了微震传感器的安装适用性。
35、2、通过巧妙设计的连接机构，微震传感器可布置在基岩段的任意深度、任意位置，从而使得微震传感器不至于非得安装在钻孔底部，只需根据需求利用滑动杆调整监测部传感器位置，在装置推进至特定的基岩段位置后，利用伸缩固定组件使微震传感器与深部岩体有效耦合；根据钻孔内各监测点的深度可组装多个检测单元，实现多个微震传感器对深度较大的监测孔不同的部位进行微震监测，解决了多个微震传感器的安装和有效耦合的难题，构成更为全面立体的监测系统。
36、3、本发明的前端设有钻孔单元，可有效避免钻孔变形影响微震传感器的布设问题和深孔孔内摩擦力较大损坏微震传感器的现象。
37、4、本发明采用伸缩固定组件可以很好的解决软弱岩土体深孔内微震传感器与孔壁难于耦合的问题和传感器难于安装与防护的问题。
38、5、在巷道中，快速安装装置形成深部微震传感器的快速安装及回采，能够形成传感器的立体布置，套筒结构可降低监测孔内的噪音干扰，有效避免岩石冒落等干扰，采集更多有益的微震信号，微震传感器对岩层监测完成后，利用伸缩固定组件收缩使得快速安装装置与钻孔岩体脱落，拖拽微震传感器连接线即可将传感器拽出，方便快捷，提高传感器的回收效率和回收率。
1.适用于不同孔深的可回收微震传感器快速安装装置，其特征在于，包括手持单元、检测单元和钻孔单元，所述手持单元包括t形把手和后盖体，所述后盖体位于t形把手的前侧，t形把手的前端与后盖体的中心处固定相连；
2.根据权利要求1所述的适用于不同孔深的可回收微震传感器快速安装装置，其特征在于，所述t形把手是两段钢管组成的，其中一段钢管横向布置，另一段钢管纵向水平布置，纵向布置的钢管后端与横向布置的钢管中部固定焊接，其内部与横向布置的钢管内部相通；
3.根据权利要求1所述的适用于不同孔深的可回收微震传感器快速安装装置，其特征在于，外壳的内侧壁上具有两段导滑槽，两段导滑槽关于外壳的轴线对称布置；
4.根据权利要求3所述的适用于不同孔深的可回收微震传感器快速安装装置，其特征在于，所述外壳的外侧壁具有与导滑槽位于一一对应的两段沉槽，每段沉槽的底部均开设有沿外壳轴向延伸的长条孔；
5.根据权利要求1所述的适用于不同孔深的可回收微震传感器快速安装装置，其特征在于，所述检测杆是由后往前依次布置上连接段、颈缩段和下连接段相连构成的一体结构，上连接段和下连接段的外径相同，颈缩段的外径小于上连接段的外径，颈缩段与上连接段和下连接段的相连处采用圆弧过渡；
6.根据权利要求5所述的适用于不同孔深的可回收微震传感器快速安装装置，其特征在于，所述环行液压囊为丁晴橡胶制成的圆环状，环行液压囊套设在颈缩段的外部，环行液压囊的内侧与颈缩段的圆周侧壁固定粘接在一起；
7.根据权利要求5所述的适用于不同孔深的可回收微震传感器快速安装装置，其特征在于，环行液压囊的外侧设置有与岩层耦合板数量相等且位置一一对应的限位杆，各限位杆体均与检测杆的轴向相对平行布置，其两端分别与下连接段和上连接段的对应端固定相连；
8.根据权利要求5所述的适用于不同孔深的可回收微震传感器快速安装装置，其特征在于，每个检测杆的前端以内嵌的方式固定安装有前端盖，微震传感器固定于前端盖的后侧壁上，并与下连接段的空腔壁固定粘接；
9.适用于不同孔深的可回收微震传感器快速安装方法，其特征在于，采用如权利要求1-9任意一项所述的适用于不同孔深的可回收微震传感器快速安装装置，该安装方法包括如下步骤：
