[發明專利]以太網總線式煤與瓦斯突出微震聲發射集成監測系統

在審

• 申請號: 201210008797.0
• 申請日: 2012-01-12
• 公開（公告）號: CN103206244A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 李成武
• 申請（專利權）人: 李成武
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標代理有限公司 11012
• 代理人: 王昭林;梁棟

技術領域

本發明涉及一種監測系統，特別地，該監測系統用于煤礦領域進行煤與瓦斯突出的監測。

背景技術

在煤礦開采過程中，經常會遇到一種災害——煤與瓦斯突出，這是煤和瓦斯在瞬間大量涌出的一種動力現象，常常造成大量人員傷亡。在我國就曾發生過多起煤與瓦斯突出所造成的群體性傷亡事故。該現象的發生機理目前尚未明了，而煤與瓦斯突出監測仍然是世界難題。

目前，利用煤巖體斷裂振動發出的彈性波進行煤與瓦斯突出監測預警是正在研究的熱點問題。煤巖體斷裂會發出不同頻率的彈性波。有的彈性波頻率較高、振幅較大，這種高頻彈性波一般稱為聲發射信號。有的彈性波頻率較低、振幅較小，這種低頻彈性波一般稱為微震信號。目前已經研制出用于進行煤與瓦斯突出監測的聲發射傳感器，但用于對煤與瓦斯突出時所出現的微震信號進行接收監測的微震傳感器則開發較少。

一般而言，聲發射傳感器一般只能用于接收監測聲發射信號，而對頻率較低且振幅較小的微震信號則接收效果較差，甚至在接收過程中很容易漏掉這些微震信號。

由于煤巖體斷裂過程中發出的彈性波振幅、頻率均不相同，其中必然夾雜著大量聲發射信號和微震信號。由于現有技術對微震信號接收效果較差甚至容易漏掉，因此就會對煤與瓦斯突出的監測產生非常不利的影響，從而無法地對煤與瓦斯突出進行準確預警。

發明內容

本發明對監測預警系統進行了改進，旨在克服上文所述的現有技術中的諸多缺陷。

具體而言，本發明提供一種以太網總線式煤與瓦斯突出微震聲發射集成監測系統，該系統包括聲發射信號采集系統、微震信號采集系統、信號集成系統，其中，聲發射信號采集系統接收聲發射信號，并對聲發射信號進行采集分析處理，從而形成聲發射采集信號數據；微震信號采集系統接收微震信號，并對微震信號進行采集分析處理，從而形成微震采集信號數據；聲發射采集信號數據和微震采集信號數據并行地發送給信號集成系統，信號集成系統對聲發射信號分析數據和微震信號分析數據進行集成，形成集成信號并輸出該集成信號進行監測預警分析。

優選地，聲發射信號采集系統包括聲發射信號敏感元件、第一前置放大器、帶通濾波器、第一模數轉換器、第一數據采集器，聲發射信號敏感元件靈敏地感測到聲發射信號并進行接收，第一前置放大器對所接收到的聲發射信號進行前置增益放大，從而形成聲發射放大信號。然后將聲發射放大信號傳遞到帶通濾波器進行濾波，從而形成聲發射濾波信號，聲發射濾波信號傳送到第一模數轉換器進行模數轉換，從而形成聲發射數字信號，聲發射數字信號隨后被傳送給第一數據采集器，由第一數據采集器進行采集處理，從而形成所述聲發射采集信號數據。

更優選地，微震信號采集系統包括微震信號敏感元件、第二前置放大器、低通濾波器、第二模數轉換器、第二數據采集器，微震信號敏感元件首先靈敏感測到微震信號并進行接收，第二前置放大器對所接收到的微震信號進行前置增益放大，從而形成微震放大信號，微震放大信號傳遞到低通濾波器進行濾波，從而形成微震濾波信號，微震濾波信號傳送到第二模數轉換器進行模數轉換，從而形成微震數字信號，微震數字信號隨后被傳送給第二數據采集器，由第二數據采集器進行采集處理，從而形成微震采集信號數據。

優選地，集成信號通過總線輸出到分析設備。

優選地，聲發射信號和微震信號均來自煤巖體斷裂過程中發出的彈性波。

本發明的上述系統能夠并行接收微震信號和聲發射信號，從而對煤巖振動發出的彈性波強弱信號進行全面覆蓋采集，極大地減少了遺漏信號，因此可以較為完整地進行監測預警，有效地提高了監測預警的準確性和精確性。

附圖說明

圖1示出了根據本發明的以太網總線式煤與瓦斯突出微震聲發射集成監測系統的結構框圖；

圖2示出了根據本發明一優選實施例的以太網總線式煤與瓦斯突出微震聲發射集成監測系統的結構框圖。

具體實施方式

在下文中，相同的附圖標記指代相同的元件。

本發明考慮采用兩套數據采集系統分別同時采集聲發射信號和微震信號，然后將這兩類數據集成為總線信號進行傳輸，例如通過以太網進行傳輸。