[发明专利]冲击地压监测预警系统

说明书

本申请公开了一种冲击地压监测预警系统，包括：设置在地面上的数据处理终端(1)、组网模块(9)和至少一个地震计(10)，以及设置在矿井下的至少一个基站(3)、至少一个分站(4)和至少一个振动传感器(6)；环网交换机(2)分别与数据处理终端(1)以及基站(3)通讯连接，分站(4)分别与基站(3)以及振动传感器(6)通讯连接，振动传感器(6)采集的第一信号依次通过分站(4)、基站(3)、环网交换机(2)传输至数据处理终端(1)中；地震计(10)通过组网模块(9)与数据处理终端(1)通讯连接，地震计(10)采集的第二信号通过组网模块(9)传输至数据处理终端(1)中。

技术领域

本申请涉及煤矿安全技术领域，尤其是涉及到一种冲击地压监测预警系统。

背景技术

冲击地压，是一种岩体中聚积的弹性变形势能在一定条件下突然猛烈释放，导致煤岩爆裂并弹射出来的现象。冲击地压常导致顶板事故，破坏井巷，并造成人员伤亡，毁坏设备，污染作业环境，严重影响煤矿生产与人员的生命。目前，随着我国煤矿开采深度的不断增加，冲击地压灾害呈现越来越严重的发展态势，给煤矿安全生产和广大煤矿职工的生命安全造成了极大的威胁。随着矿山数字化，信息化的发展，微震监测技术在冲击地压突出的矿山应用非常广泛，成为监测微震发生的一项重要技术。微震监测技术主要是通过振动传感器采集煤岩体破裂过程中释放的振动信号，经过对数据的拾取、传输、计算后进行定位与能量计算，确定振动源的位置与能量等级，为煤矿开采冲击地压产生的倾向性评价与预防提供了重要手段。

近年来，国内外监测矿井冲击地压的仪器层出不穷，但普遍都具有定位精度较低、传感器测量方式单一、现场设备布置繁琐、后期维护升级难度大等特点。比如国外的冲击地压监测设备有波兰的ARAMIS微震监测系统，南非的ISS微震采集系统、加拿大工程微震集团公司生产的ESG、波兰的SOS系统。国内的微震监测系统也层出不穷，如煤炭科学研究总院、北京科技大学等单位也研制了冲击地压监测设备，这些设备在冲击地压的监测预警方面起到了一定的作用，但从现场实际应用效果来看，还有一定的差距。

通过深入研究现有冲击地压监测系统，发现有如下不足与需要改进的地方：

1、目前国内外的冲击地压监测设备主要装于矿井工作面前方，受煤矿开挖条件限制，所有监测传感器基本处于同一水平面，在冲击地压事件定位过程中，定位精度集中在传感器所处平面范围内，对于垂直范围的精度定位效果大打折扣。

2、目前国内外冲击地压监测设备主要集中在振动信号的某一频段，不能全波段覆盖，ISS和SOS微震监测系统、国内的其它微震监测系统主要集中在5Hz～150Hz频段，没有覆盖高频段信号范围，而国内外的地音监测设备的监测频段主要集中在50Hz～1500Hz频段，没有覆盖低频段信号范围。

3、目前国内外冲击地压监测设备的物理架构主要以线缆为主。ISS和SOS微震监测系统都是通过通信线缆上传到地面计算机，国内其他监测设备也以线缆为主。分站的架设受现场供电与线缆架设条件影响，受限于一定区域。同时，有的厂家也用无线WIFI来传输振动信号数据，但同步精度较低，对整个系统的定位效果影响很大。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种冲击地压监测预警系统，包括：

设置在地面上的数据处理终端1、组网模块9和至少一个地震计10，以及设置在矿井下的至少一个基站3、至少一个分站4和至少一个振动传感器6；

所述环网交换机2分别与所述数据处理终端1以及所述基站3通讯连接，所述分站4分别与所述基站3以及所述振动传感器6通讯连接，所述振动传感器6采集的第一信号依次通过所述分站4、所述基站3、所述环网交换机2传输至所述数据处理终端1中；

所述地震计10通过所述组网模块9与所述数据处理终端1通讯连接，所述地震计10采集的第二信号通过所述组网模块9传输至所述数据处理终端1中，所述数据处理终端1基于所述第一信号以及所述第二信号进行冲击地压预警。