一種煤礦沖擊地壓聯(lián)合監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)技術(shù)方案

本實(shí)用新型專利技術(shù)公開了一種煤礦沖擊地壓聯(lián)合監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，電磁輻射監(jiān)測儀、地音監(jiān)測儀及微震監(jiān)測儀分別布置在煤礦掘進(jìn)巷道監(jiān)測點(diǎn)上或采煤工作面的運(yùn)輸巷、采煤工作面的回風(fēng)巷及采煤工作面的監(jiān)測點(diǎn)上，控制接收器布置在回采巷道，地面監(jiān)測系統(tǒng)站安裝在地面上，電磁輻射監(jiān)測儀、地音監(jiān)測儀及微震監(jiān)測儀均與控制接收器連接，控制接收器與地面監(jiān)測系統(tǒng)站連接。本實(shí)用新型專利技術(shù)集三種監(jiān)測與一體，在監(jiān)測過程中相互作用，相互補(bǔ)充，利用系統(tǒng)化的優(yōu)勢對監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)分析，確保了高質(zhì)量的監(jiān)測預(yù)警效果，提供了一種嚴(yán)謹(jǐn)且科學(xué)的監(jiān)測預(yù)警方法，為煤礦安全生產(chǎn)免收沖擊地壓危害保駕護(hù)航。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及采礦工程
，尤其涉及一種煤礦沖擊地壓聯(lián)合監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
近年來隨著煤礦開采深度的逐步加深，沖擊地壓的影響也日益加劇，對煤礦安全生產(chǎn)帶來極大危害。沖擊地壓的發(fā)生相對比較復(fù)雜，要用單純的數(shù)學(xué)解析和巖石力學(xué)理論來解決實(shí)際問題比較困難。因為煤巖層受節(jié)理、裂隙及斷層等地質(zhì)構(gòu)造的影響，使得煤巖層表現(xiàn)出不連續(xù)性且各向異性的特點(diǎn)，又加上水和賦存在煤巖層中的瓦斯與原巖應(yīng)力及構(gòu)造應(yīng)力共同對煤巖層產(chǎn)生作用，使得煤巖層的物理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)更加復(fù)雜，在時間和空間上不斷變化，隨著開采的加深，在不同的地點(diǎn)，由于人為方法的選擇更是形成煤巖層在不同條件下的變化特點(diǎn)。其變化的多樣性和復(fù)雜性給煤礦開采中沖擊地壓的監(jiān)測預(yù)警技術(shù)帶來了發(fā)展。根據(jù)對當(dāng)前我國沖擊地壓礦井的調(diào)研結(jié)果，用于沖擊地壓監(jiān)測預(yù)警的技術(shù)主要包括鉆屑法、電磁輻射法、煤體應(yīng)力法、地音監(jiān)測和微震監(jiān)測等方法。每種監(jiān)測方法都有適合自身的監(jiān)測對象和監(jiān)測范圍，集中于某一種技術(shù)手段。由于煤巖層賦存的多樣性和復(fù)雜性，空間尺寸的大型化以及在現(xiàn)場監(jiān)測中受外界干擾，很多的監(jiān)測預(yù)警結(jié)果出現(xiàn)失真現(xiàn)象，可見單一的監(jiān)測預(yù)警手段難以對煤礦開采中沖擊地壓的防治起到足夠有效的指導(dǎo)。在煤礦開采中，煤巖層受節(jié)理、裂隙以及斷層等地質(zhì)構(gòu)造的影響，煤巖層表現(xiàn)出不連續(xù)且各向異性的特點(diǎn)，加之水和賦存在煤巖層里的瓦斯同時與原巖應(yīng)力及構(gòu)造應(yīng)力共同作用，以及開采深度加深，地應(yīng)力增大，同時伴隨著開采擾動的影響，又使煤巖體的物理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)變得更加復(fù)雜，采用一定的監(jiān)測預(yù)警手段可以較直觀的反映受沖擊地壓的煤巖層變化狀況。但在復(fù)雜的地質(zhì)條件和變化的外在環(huán)境影響下，使得單一的監(jiān)測預(yù)警手段在監(jiān)測過程中出現(xiàn)精度不高，數(shù)據(jù)失真，甚至某些特定環(huán)境下導(dǎo)致監(jiān)測失效，不能很好的監(jiān)測預(yù)警沖擊地壓。如單一的電磁輻射監(jiān)測預(yù)警技術(shù)對沖擊地壓進(jìn)行監(jiān)測預(yù)警，就如同我們失去了耳朵和雙手，只用眼睛去看一樣，對于簡單的事物我們可以通過眼睛準(zhǔn)確的做出判斷，但在復(fù)雜的條件和外在因素的干擾下，我們單一的手段和功能有時候就達(dá)不到預(yù)期的效果，俗話說的眼見不一定為實(shí)。同理，單一的地音監(jiān)測預(yù)警或微震監(jiān)測預(yù)警等，如同我們的耳朵和觸覺，單獨(dú)作用下，反應(yīng)出來的也并非真實(shí)的事物變化過程。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)目的在于提供一種煤礦沖擊地壓聯(lián)合監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，以解決上述技術(shù)問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的本技術(shù)采用以下技術(shù)方案：一種煤礦沖擊地壓聯(lián)合監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，包括電磁輻射監(jiān)測儀、地音監(jiān)測儀、微震監(jiān)測儀、控制接收器及地面系統(tǒng)監(jiān)測站，所述電磁輻射監(jiān)測儀、地音監(jiān)測儀及微震監(jiān)測儀分別布置在煤礦掘進(jìn)巷道監(jiān)測點(diǎn)上或采煤工作面的運(yùn)輸巷、采煤工作面的回風(fēng)巷及采煤工作面的監(jiān)測點(diǎn)
上，所述控制接收器布置在回采巷道，所述地面監(jiān)測系統(tǒng)站安裝在地面上，所述電磁輻射監(jiān)測儀、地音監(jiān)測儀及微震監(jiān)測儀均與控制接收器連接，控制接收器與地面監(jiān)測系統(tǒng)站連接。所述電磁輻射監(jiān)測儀、地音監(jiān)測儀及微震監(jiān)測儀均與控制接收器連接，控制接收器與地面監(jiān)測系統(tǒng)站連接，上述連接方式是通過電纜或無線信號。所述電磁輻射監(jiān)測儀由電磁輻射傳感器、接收器組成。所述地音監(jiān)測儀由地音監(jiān)測探頭、發(fā)射器組成。所述微震監(jiān)測儀由微震監(jiān)測傳感器、數(shù)據(jù)采集器組成。所述煤礦掘進(jìn)巷道或采煤工作面的運(yùn)輸巷、采煤工作面的回風(fēng)巷及采煤工作面的相鄰監(jiān)測點(diǎn)的間距為20米。一種煤礦沖擊地壓聯(lián)合監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的監(jiān)測預(yù)警方法，包括如下步驟：1)、布置監(jiān)測點(diǎn)：在采煤工作面的運(yùn)輸巷、采煤工作面的回風(fēng)巷和采煤工作面分別布置監(jiān)測點(diǎn)，或在掘進(jìn)巷道布置監(jiān)測點(diǎn)，其中監(jiān)測點(diǎn)的間距為20米；2)、安裝監(jiān)測設(shè)備：在每個監(jiān)測點(diǎn)分別安裝電磁輻射監(jiān)測儀1、地音監(jiān)測儀、微震監(jiān)測儀，在回采巷道安裝控制接收器，在地面安裝地面監(jiān)測系統(tǒng)站；3)、監(jiān)測：對連接好的檢測儀器進(jìn)行調(diào)試，確定正常后進(jìn)行監(jiān)測，對其中一個監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行綜合監(jiān)測，或同時對所有的監(jiān)測點(diǎn)分別進(jìn)行綜合監(jiān)測；4)、綜合分析預(yù)警：匯總控制接收器4所記錄的一個監(jiān)測點(diǎn)或者
多個監(jiān)測點(diǎn)的監(jiān)測結(jié)果，將所記錄的結(jié)果發(fā)送至地面監(jiān)測站進(jìn)行處理。對所監(jiān)測的巷道或采煤工作面的煤巖體賦存情況進(jìn)行綜合分析，三種不同的監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行對比，采用電磁輻射對煤體的應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行分析、采用地音對煤體內(nèi)微破裂活動進(jìn)行分析、采用微震對整個圍巖及煤體破裂的貫通及斷裂進(jìn)行分析，結(jié)合之前在實(shí)驗室及現(xiàn)場監(jiān)測的正常指標(biāo)進(jìn)行對比，再結(jié)合該區(qū)域內(nèi)微震事件的頻次及能量，對整個監(jiān)測區(qū)域進(jìn)行劃分，分為一般區(qū)域和危險區(qū)域，對危險區(qū)域要重點(diǎn)監(jiān)測，在危險區(qū)域增減監(jiān)測點(diǎn)，增減監(jiān)測的次數(shù)，從原來的每天監(jiān)測一次改為每天監(jiān)測兩次或多次。所述步驟3)對其中一個監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行綜合監(jiān)測的過程如下：首先，開啟電磁輻射監(jiān)測儀進(jìn)行監(jiān)測，并將監(jiān)測的結(jié)果傳至控制接收器進(jìn)行同步顯示和記錄，通過控制接收器所顯示的監(jiān)測預(yù)警指標(biāo)，結(jié)合該礦正常情況下的電磁輻射預(yù)警指標(biāo)，初步判斷有無沖擊地壓；其次，開啟地音監(jiān)測儀進(jìn)行監(jiān)測，并將監(jiān)測的結(jié)果傳至控制接收器進(jìn)行同步顯示和記錄，通過控制接收器所顯示的監(jiān)測結(jié)果，結(jié)合實(shí)驗室對該礦煤巖樣進(jìn)行的單軸壓縮地音研究所得的地音活動的聲發(fā)射指標(biāo)，初步?jīng)_擊地壓對煤巖體的破壞；最后，微震檢測儀進(jìn)行監(jiān)測，并將監(jiān)測的結(jié)果傳至控制接收器進(jìn)行同步顯示和記錄，通過一段時間的監(jiān)測，記錄該監(jiān)測點(diǎn)的微震事件。本技術(shù)的有益效果是：本技術(shù)有效充分的發(fā)揮系統(tǒng)性的優(yōu)勢，本技術(shù)集三種監(jiān)測與一體，在監(jiān)測過程中相互作用，相互補(bǔ)充，彌補(bǔ)了單一監(jiān)測受外在因素的干擾而易產(chǎn)生失真現(xiàn)象，利用系統(tǒng)化的優(yōu)勢對監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)分析，可以詳細(xì)地對沖擊地壓進(jìn)行監(jiān)測預(yù)警，更加有效的指導(dǎo)煤礦安全生產(chǎn)；因地制宜地進(jìn)行層次性部署，在監(jiān)測手段部署上，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際需要，對沖擊地壓進(jìn)行劃區(qū)域
監(jiān)測，一般區(qū)域正常監(jiān)測，危險區(qū)域重點(diǎn)監(jiān)測，從而有準(zhǔn)確效的對沖擊地壓進(jìn)行監(jiān)測預(yù)警；本技術(shù)在一個監(jiān)測點(diǎn)就可以實(shí)現(xiàn)，減少了監(jiān)測點(diǎn)，節(jié)省了監(jiān)測儀器，確保了高質(zhì)量的監(jiān)測預(yù)警效果，同時在本技術(shù)的使用過程中，沒有因為監(jiān)測手段的集成而增加工作人員，在原有技術(shù)人員的配合下，仍可以較好的完成監(jiān)測預(yù)警工作，效率優(yōu)勢較為明顯；本技術(shù)能更好地為從數(shù)據(jù)采集到資料的分析論證，提供了一種嚴(yán)謹(jǐn)且科學(xué)的監(jiān)測預(yù)警方法，為煤礦安全生產(chǎn)免收沖擊地壓危害保駕護(hù)航。附圖說明圖1為本技術(shù)煤礦沖擊地壓聯(lián)合監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)原理框圖；圖2為本技術(shù)監(jiān)測預(yù)警方法流程圖；圖3為本技術(shù)一種實(shí)施例布置監(jiān)測點(diǎn)(在采煤工作面的運(yùn)輸巷、采煤工作面的回風(fēng)巷和采煤工作面分別布置監(jiān)測點(diǎn))示意圖；圖4為本技術(shù)電磁輻射強(qiáng)度平均值隸屬度曲線及回歸曲線圖；圖5為本技術(shù)地音能量-頻次監(jiān)測曲線圖；圖6為本技術(shù)微震事件能量-頻次分布曲線圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本專利的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。如圖1—6所示，一種煤礦沖擊地壓聯(lián)合監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，包括電磁輻射監(jiān)測儀1、地音監(jiān)測儀2、微震監(jiān)測儀3、控制接收器4及地面系統(tǒng)監(jiān)測站5，所述電磁輻射監(jiān)測儀1、地音監(jiān)測儀2及微震監(jiān)測儀3分別布置在煤礦掘進(jìn)巷道監(jiān)測點(diǎn)上或采煤工作面的運(yùn)輸巷7、采煤工作面的回風(fēng)巷10及采煤工作面的監(jiān)測點(diǎn)上，所述控制接收器4布置
在回采巷道，所述地面監(jiān)測系統(tǒng)站5安裝在地面上，所述電磁輻射監(jiān)測儀1、地音監(jiān)測儀2及微震監(jiān)測儀3均本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種煤礦沖擊地壓聯(lián)合監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：包括電磁輻射監(jiān)測儀、地音監(jiān)測儀、微震監(jiān)測儀、控制接收器及地面系統(tǒng)監(jiān)測站，所述電磁輻射監(jiān)測儀、地音監(jiān)測儀及微震監(jiān)測儀分別布置在煤礦掘進(jìn)巷道監(jiān)測點(diǎn)上或采煤工作面的運(yùn)輸巷、采煤工作面的回風(fēng)巷及采煤工作面的監(jiān)測點(diǎn)上，所述控制接收器布置在回采巷道，所述地面監(jiān)測系統(tǒng)站安裝在地面上，所述電磁輻射監(jiān)測儀、地音監(jiān)測儀及微震監(jiān)測儀均與控制接收器連接，控制接收器與地面監(jiān)測系統(tǒng)站連接。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種煤礦沖擊地壓聯(lián)合監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：包括電磁輻射監(jiān)測儀、地音監(jiān)測儀、微震監(jiān)測儀、控制接收器及地面系統(tǒng)監(jiān)測站，所述電磁輻射監(jiān)測儀、地音監(jiān)測儀及微震監(jiān)測儀分別布置在煤礦掘進(jìn)巷道監(jiān)測點(diǎn)上或采煤工作面的運(yùn)輸巷、采煤工作面的回風(fēng)巷及采煤工作面的監(jiān)測點(diǎn)上，所述控制接收器布置在回采巷道，所述地面監(jiān)測系統(tǒng)站安裝在地面上，所述電磁輻射監(jiān)測儀、地音監(jiān)測儀及微震監(jiān)測儀均與控制接收器連接，控制接收器與地面監(jiān)測系統(tǒng)站連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦沖擊地壓聯(lián)合監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：所述電磁輻射監(jiān)測儀、地音監(jiān)測儀及微震監(jiān)測儀均與控制接收器連接，控制接收器與地面監(jiān)測...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳建強(qiáng)，常博，孫秉成，李新華，漆濤，張新戰(zhàn)，盧儉，蘇育德，張擁軍，劉旭東，
申請(專利權(quán))人：神華集團(tuán)有限責(zé)任公司，神華新疆能源有限責(zé)任公司，西安科技大學(xué)，
類型：新型
國別省市：北京;11