專利名稱：露天礦山采空區(qū)穩(wěn)定性多通道無線聲發(fā)射監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種露天礦山采空區(qū)穩(wěn)定性多通道無線聲發(fā)射監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
洛陽欒川鑰業(yè)集團(tuán)股份有限公司礦山公司是從事鑰鎢露天開采的現(xiàn)代化大型礦山企業(yè)，現(xiàn)生產(chǎn)能力為30000t/d。2005年調(diào)查采空區(qū)總?cè)莘e1817. 2萬m3，采空區(qū)主要分布在1160-136 之間，隨著生產(chǎn)發(fā)展，越來越多的生產(chǎn)臺(tái)階臨近采空區(qū)；且采空區(qū)多年來受自重、風(fēng)化與爆破振動(dòng)等作用，巖層穩(wěn)固性下降。隨著露天礦臨近采空區(qū)，礦區(qū)內(nèi)的地壓活動(dòng)更加劇烈與頻繁，露天坑底開裂、變形與坍塌隨時(shí)可能發(fā)生，它們對(duì)露天礦安全生產(chǎn)系統(tǒng)構(gòu)成嚴(yán)重威脅和影響，成為露天礦正常生產(chǎn)與開采安全的重大隱患。之前公司引進(jìn)了武漢安全環(huán)保院開發(fā)的YSSC巖體聲發(fā)射監(jiān)測(cè)儀，該儀器投入使 用后為公司安全生產(chǎn)提供了依據(jù)，成功預(yù)測(cè)到一些采空區(qū)頂板塌陷事故，避免了人員傷亡，減小了財(cái)產(chǎn)損失。但是，由于該儀器需由人工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)聽，所以不可能進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，一般每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)24小時(shí)監(jiān)測(cè)頻率為6-12次，重點(diǎn)區(qū)段每小時(shí)監(jiān)測(cè)一次，監(jiān)測(cè)時(shí)長(zhǎng)為5分鐘，從而容易漏掉危險(xiǎn)地區(qū)和危險(xiǎn)時(shí)段的地壓活動(dòng)信息，預(yù)警預(yù)報(bào)存在一定的盲目性。而且人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)危險(xiǎn)區(qū)域，安全上難以保證。為保證礦山的安全生產(chǎn)，公司迫切需要一種新的監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)更安全、更高效、更全面的監(jiān)測(cè)地壓活動(dòng)情況。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種可以對(duì)采空區(qū)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，多通道高靈敏度的監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種露天礦山采空區(qū)穩(wěn)定性多通道無線聲發(fā)射監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，包括傳感裝置、信號(hào)發(fā)射單元、信號(hào)接收單元和數(shù)據(jù)處理裝置，所述數(shù)據(jù)處理裝置包括數(shù)據(jù)采集儀、信號(hào)轉(zhuǎn)換儀和計(jì)算機(jī)，所述傳感裝置的傳感探頭密封于空區(qū)危險(xiǎn)地段的探測(cè)孔內(nèi)；傳感探頭將收集到的周圍半徑30-50米范圍內(nèi)巖石破壞聲波以電信號(hào)形式通過傳感裝置的電纜傳輸?shù)降乇頂?shù)據(jù)采集儀中，信號(hào)發(fā)射單元將數(shù)據(jù)采集儀的信號(hào)以無線電方式發(fā)射至監(jiān)控室的信號(hào)接收單元，信號(hào)轉(zhuǎn)換儀將信號(hào)處理成數(shù)字信號(hào)并輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。進(jìn)一步，所述探測(cè)孔按40X40mm布設(shè)。進(jìn)一步，所述信號(hào)發(fā)射單元的發(fā)射半徑為I. 0-1. 5km。該系統(tǒng)利用低頻波在巖體中衰減相對(duì)較小、傳播距離遠(yuǎn)的特性，利用低頻的高靈敏度傳感器及相應(yīng)的信號(hào)采集、傳輸、轉(zhuǎn)換、發(fā)射與接收技術(shù)，提高儀器的信號(hào)接收能力，擴(kuò)大有效監(jiān)測(cè)區(qū)域，使采場(chǎng)多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)到的地壓活動(dòng)信息不間斷、實(shí)時(shí)傳回監(jiān)控中心，采場(chǎng)所有地壓活動(dòng)都得到監(jiān)測(cè)；開發(fā)相應(yīng)的控制管理軟件，配置合適的工業(yè)計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的自動(dòng)接收、異常數(shù)據(jù)預(yù)警、數(shù)據(jù)處理分析、結(jié)果輸出、數(shù)據(jù)維護(hù)管理，形成多通道高靈敏度的監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)。

圖I是本發(fā)明創(chuàng)造的應(yīng)用實(shí)施示意圖；圖中1、空區(qū)；2、傳感探頭；3、監(jiān)測(cè)半徑；4、數(shù)據(jù)采集儀；5、信號(hào)發(fā)射單元；6、信號(hào)接收單元；7、信號(hào)轉(zhuǎn)換儀；8、計(jì)算機(jī)；9、地表。
具體實(shí)施方式
結(jié)合圖1，在露天礦區(qū)域，在空區(qū)I危險(xiǎn)地段按40X40mm布設(shè)D140mm探測(cè)孔，將傳感探頭2埋入探測(cè)孔內(nèi)，用水泥密封與孔內(nèi)，使其與周圍孔壁融為一體，這樣傳感探頭就可以收集周圍半徑30-50米范圍巖石破壞聲波，并以電信號(hào)的形式通過電纜傳輸?shù)降乇?數(shù)據(jù)采集儀4中，信號(hào)發(fā)射單元5將數(shù)據(jù)采集儀信號(hào)以無線電的方式向外發(fā)射，發(fā)射半徑I. 0-1. 5km。監(jiān)控室的信號(hào)接收單元6接收信號(hào)，信號(hào)轉(zhuǎn)換儀7將信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并輸入計(jì)算機(jī)8，計(jì)算機(jī)內(nèi)分析軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并直觀的反映出來，同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。根據(jù)低頻電路特點(diǎn)，進(jìn)行前置放大、采集、傳輸及供電電路的設(shè)計(jì)、元器件選擇，硬件制作及調(diào)試，實(shí)現(xiàn)采用12v鉛蓄電電池，可穩(wěn)定供電5-7天，無線發(fā)射距離I. 0-1. 5km ;采用系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)和阻抗匹配技術(shù)解決系統(tǒng)抗干擾問題；多通道智能控制及通道可擴(kuò)展性；編制相應(yīng)單片機(jī)控制軟件，并與現(xiàn)有無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)控制軟件，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)、處理、海量數(shù)據(jù)保存。通過多通道無線聲發(fā)射系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了地壓活動(dòng)監(jiān)測(cè)的數(shù)字化、可視化，每個(gè)監(jiān)聽孔的位置、電壓、溫度、地壓活動(dòng)的能率、總事件、大事件，每分鐘接收數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)，異常數(shù)據(jù)預(yù)警，是否正常接收信號(hào)都能在軟件上顯示出來。該系統(tǒng)投入使用后，可以對(duì)采空區(qū)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，對(duì)空區(qū)的穩(wěn)定性提供判斷，為空區(qū)處理提供安全預(yù)警，為空區(qū)處理后的安全生產(chǎn)提供指導(dǎo)。監(jiān)測(cè)人員只需到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行前期的安裝工作和以后的更換電源、拆卸工作，這也在很大程度上保證了現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員自身的安全，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度、提高監(jiān)測(cè)頻率，實(shí)現(xiàn)全天24小時(shí)不間斷連續(xù)監(jiān)測(cè)，全面系統(tǒng)掌握地壓活動(dòng)情況，可以同時(shí)監(jiān)測(cè)20-25個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，數(shù)據(jù)可以直接存儲(chǔ)，便于分析管理。
權(quán)利要求1.一種露天礦山采空區(qū)穩(wěn)定性多通道無線聲發(fā)射監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，其特征是包括傳感裝置、信號(hào)發(fā)射單元(5)、信號(hào)接收單元(6)和數(shù)據(jù)處理裝置，所述數(shù)據(jù)處理裝置包括數(shù)據(jù)采集儀(4)、信號(hào)轉(zhuǎn)換儀(7)和計(jì)算機(jī)(8)，所述傳感裝置的傳感探頭(2)密封于空區(qū)(I)危險(xiǎn)地段的探測(cè)孔內(nèi)；傳感探頭(2)將收集到的周圍半徑30-50米范圍內(nèi)巖石破壞聲波以電信號(hào)形式通過傳感裝置的電纜傳輸?shù)降乇頂?shù)據(jù)采集儀(4)中，信號(hào)發(fā)射單元(5)將數(shù)據(jù)采集儀的信號(hào)以無線電方式發(fā)射至監(jiān)控室的信號(hào)接收單元￠)，信號(hào)轉(zhuǎn)換儀(7)將信號(hào)處理成數(shù)字信號(hào)并輸入計(jì)算機(jī)(8)，計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的露天礦山采空區(qū)穩(wěn)定性多通道無線聲發(fā)射監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，其特征是所述探測(cè)孔按40X40mm布設(shè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的露天礦山采空區(qū)穩(wěn)定性多通道無線聲發(fā)射監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，其特征是所述信號(hào)發(fā)射單元(5)的發(fā)射半徑為I. 0-1. 5km。
專利摘要本實(shí)用新型公開的一種露天礦山采空區(qū)穩(wěn)定性多通道無線聲發(fā)射監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，其特征是包括傳感裝置、信號(hào)發(fā)射單元(5)、信號(hào)接收單元(6)和數(shù)據(jù)處理裝置，所述數(shù)據(jù)處理裝置包括數(shù)據(jù)采集儀(4)、信號(hào)轉(zhuǎn)換儀(7)和計(jì)算機(jī)(8)，所述傳感裝置的傳感探頭(2)密封于空區(qū)(1)危險(xiǎn)地段的探測(cè)孔內(nèi)；傳感探頭將收集到的周圍半徑30-50米范圍內(nèi)巖石破壞聲波以電信號(hào)形式通過傳感裝置的電纜傳輸?shù)降乇頂?shù)據(jù)采集儀中，信號(hào)發(fā)射單元將數(shù)據(jù)采集儀的信號(hào)以無線電方式發(fā)射至監(jiān)控室的信號(hào)接收單元，信號(hào)轉(zhuǎn)換儀將信號(hào)處理成數(shù)字信號(hào)并輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)?？梢詫?shí)現(xiàn)對(duì)采空區(qū)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)。
文檔編號(hào)E21F17/18GK202531243SQ20122006934
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月28日
發(fā)明者張承濤, 張金柱, 徐文松, 楊曉立, 汪曉霖, 王春毅, 程建勇, 謝九敬, 郭新禮 申請(qǐng)人:洛陽欒川鉬業(yè)集團(tuán)股份有限公司