[发明专利]矿山探测系统及其探测方法

权利要求书

1.一种矿山探测系统，其特征在于，包括：

信号发射器，其包括光纤激光器和超声机械震源器，其中，所述光纤激光器的光栅波长为1550～1580nm，所述超声机械震源器的超声波频率为200～300KHz；

固定装置，其用于固定与所述信号发射器连接的信号采集器；

信号采集器，其设于所述固定装置的一端，所述信号采集器包括多个间隔设置的光纤光栅传感器和超声波检波器，其用于收集所述信号发射器的所有激光波信号和超声波信号；

信号转化器，其设于所述固定装置的另一端，其用于转换所有激光波信号和超声波信号并发送给微处理器；

微处理器，其用于接收并处理信号转化器传输的数据得到检测数据；

终端装置，其用于将激光波信号与超声波信号分别检测得到的时频特征、功率谱能量分布的检测数据进行比对分析并显示。

2.根据权利要求1所述的矿山探测系统，其特征在于，所述微处理器包括检测数据处理器、检测数据存储器和通信装置，其中，所述检测数据处理器用于检测得到激光波信号和超声波信号的时频特征和功率谱能量分布。

3.根据权利要求2所述的矿山探测系统，其特征在于，所述信号转化器连接所述通信装置，所述通信装置与所述终端装置连接。

4.根据权利要求1所述的矿山探测系统，其特征在于，所述微处理器与所述终端装置连接。

5.一种根据权利要求1所述的矿山探测系统进行探测的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将待监测区域内沿一水平线依次间隔布设所述信号发射器5～30个，所述光纤激光器发射激光传导至光纤光栅传感器，所述光纤激光器发射激光的光栅波长为1550～1580nm；所述超声机械震源器发射超声波传导至超声波检波器，所述超声机械震源器发射超声波频率为200～300KHz；

步骤二、所述信号采集器通过多芯通信电缆将实时激光波信号和超声波信号经过信号转化器转换后成为光信号，由主光缆传导至所述微处理器；

步骤三、所述微处理器对所述信号转化器的信号进行处理，通过运算计算出所述激光波信号和所述超声波信号的时频特征和功率谱能量分布，并将得到的数据存储至所述检测数据存储器中并通过通信装置回传终端装置；

步骤四、所述终端装置将激光波信号与超声波信号分别检测得到的时频特征、功率谱能量分布进行比对，判断矿井形貌；再将激光波信号与超声波信号的功率谱能量分布与设定的预警阈值进行比对，监测围岩失稳。

6.根据权利要求5所述的矿山探测系统进行探测的方法，其特征在于，所述矿山探测系统进行检测的工作环境温度为0～100℃，相对湿度为＜98％，大气压力为80～110kPa。

7.根据权利要求5所述的矿山探测系统进行探测的方法，其特征在于，所述矿山探测系统进行检测的测量深度范围为0～20m，测量精度为0.1～0.5mm。