CN202531243U - 露天矿山采空区稳定性多通道无线声发射监测预警系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的一种露天矿山采空区稳定性多通道无线声发射监测预警系统，其特征是：包括传感装置、信号发射单元(5)、信号接收单元(6)和数据处理装置，所述数据处理装置包括数据采集仪(4)、信号转换仪(7)和计算机(8)，所述传感装置的传感探头(2)密封于空区(1)危险地段的探测孔内；传感探头将收集到的周围半径30-50米范围内岩石破坏声波以电信号形式通过传感装置的电缆传输到地表数据采集仪中，信号发射单元将数据采集仪的信号以无线电方式发射至监控室的信号接收单元，信号转换仪将信号处理成数字信号并输入计算机，计算机对数据进行处理并进行数据存储。可以实现对采空区进行连续监测。

Description

露天矿山采空区稳定性多通道无线声发射监测预警系统

技术领域

本实用新型涉及自动控制技术领域，具体涉及一种露天矿山采空区稳定性多通道无线声发射监测预警系统。

背景技术

洛阳栾川钼业集团股份有限公司矿山公司是从事钼钨露天开采的现代化大型矿山企业，现生产能力为30000t/d。2005年调查采空区总容积1817.2万m³，采空区主要分布在1160-1364m之间，随着生产发展，越来越多的生产台阶临近采空区；且采空区多年来受自重、风化与爆破振动等作用，岩层稳固性下降。随着露天矿临近采空区，矿区内的地压活动更加剧烈与频繁，露天坑底开裂、变形与坍塌随时可能发生，它们对露天矿安全生产系统构成严重威胁和影响，成为露天矿正常生产与开采安全的重大隐患。

之前公司引进了武汉安全环保院开发的YSSC岩体声发射监测仪，该仪器投入使用后为公司安全生产提供了依据，成功预测到一些采空区顶板塌陷事故，避免了人员伤亡，减小了财产损失。但是，由于该仪器需由人工现场监听，所以不可能进行连续监测，一般每个监测点24小时监测频率为6-12次，重点区段每小时监测一次，监测时长为5分钟，从而容易漏掉危险地区和危险时段的地压活动信息，预警预报存在一定的盲目性。而且人员进入现场危险区域，安全上难以保证。为保证矿山的安全生产，公司迫切需要一种新的监测技术实现更安全、更高效、更全面的监测地压活动情况。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可以对采空区进行连续监测，多通道高灵敏度的监测预警系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种露天矿山采空区稳定性多通道无线声发射监测预警系统，包括传感装置、信号发射单元、信号接收单元和数据处理装置，所述数据处理装置包括数据采集仪、信号转换仪和计算机，所述传感装置的传感探头密封于空区危险地段的探测孔内；传感探头将收集到的周围半径30-50米范围内岩石破坏声波以电信号形式通过传感装置的电缆传输到地表数据采集仪中，信号发射单元将数据采集仪的信号以无线电方式发射至监控室的信号接收单元，信号转换仪将信号处理成数字信号并输入计算机，计算机对数据进行处理并进行数据存储。

进一步，所述探测孔按40X40mm布设。

进一步，所述信号发射单元的发射半径为1.0-1.5km。

该系统利用低频波在岩体中衰减相对较小、传播距离远的特性，利用低频的高灵敏度传感器及相应的信号采集、传输、转换、发射与接收技术，提高仪器的信号接收能力，扩大有效监测区域，使采场多个监测点监测到的地压活动信息不间断、实时传回监控中心，采场所有地压活动都得到监测；开发相应的控制管理软件，配置合适的工业计算机，实现监测数据的自动接收、异常数据预警、数据处理分析、结果输出、数据维护管理，形成多通道高灵敏度的监测预警系统。

附图说明

图1是本发明创造的应用实施示意图；

图中：1、空区；2、传感探头；3、监测半径；4、数据采集仪；5、信号发射单元；6、信号接收单元；7、信号转换仪；8、计算机；9、地表。

具体实施方式

结合图1，在露天矿区域，在空区1危险地段按40X40mm布设D140mm探测孔，将传感探头2埋入探测孔内，用水泥密封与孔内，使其与周围孔壁融为一体，这样传感探头就可以收集周围半径30-50米范围岩石破坏声波，并以电信号的形式通过电缆传输到地表数据采集仪4中，信号发射单元5将数据采集仪信号以无线电的方式向外发射，发射半径1.0-1.5km。监控室的信号接收单元6接收信号，信号转换仪7将信号转换为数字信号并输入计算机8，计算机内分析软件对数据进行处理并直观的反映出来，同时进行数据存储。

根据低频电路特点，进行前置放大、采集、传输及供电电路的设计、元器件选择，硬件制作及调试，实现采用12v铅蓄电电池，可稳定供电5-7天，无线发射距离1.0-1.5km；采用系统优化设计和阻抗匹配技术解决系统抗干扰问题；多通道智能控制及通道可扩展性；编制相应单片机控制软件，并与现有无线监测系统控制软件，实现数据实时自动监测、处理、海量数据保存。

通过多通道无线声发射系统，实现了地压活动监测的数字化、可视化，每个监听孔的位置、电压、温度、地压活动的能率、总事件、大事件，每分钟接收数据的个数，异常数据预警，是否正常接收信号都能在软件上显示出来。

该系统投入使用后，可以对采空区进行连续监测，对空区的稳定性提供判断，为空区处理提供安全预警，为空区处理后的安全生产提供指导。监测人员只需到现场进行前期的安装工作和以后的更换电源、拆卸工作，这也在很大程度上保证了现场技术人员自身的安全，降低了劳动强度、提高监测频率，实现全天24小时不间断连续监测，全面系统掌握地压活动情况，可以同时监测20-25个监测点，数据可以直接存储，便于分析管理。

Claims (3)

1.一种露天矿山采空区稳定性多通道无线声发射监测预警系统，其特征是：包括传感装置、信号发射单元(5)、信号接收单元(6)和数据处理装置，所述数据处理装置包括数据采集仪(4)、信号转换仪(7)和计算机(8)，所述传感装置的传感探头(2)密封于空区(1)危险地段的探测孔内；传感探头(2)将收集到的周围半径30-50米范围内岩石破坏声波以电信号形式通过传感装置的电缆传输到地表数据采集仪(4)中，信号发射单元(5)将数据采集仪的信号以无线电方式发射至监控室的信号接收单元(6)，信号转换仪(7)将信号处理成数字信号并输入计算机(8)，计算机对数据进行处理并进行数据存储。

2.根据权利要求1所述的露天矿山采空区稳定性多通道无线声发射监测预警系统，其特征是：所述探测孔按40X40mm布设。

3.根据权利要求1所述的露天矿山采空区稳定性多通道无线声发射监测预警系统，其特征是：所述信号发射单元(5)的发射半径为1.0-1.5km。

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