[發明專利]礦井突水實時監測方法及系統

有效

• 申請號: 201210376211.6
• 申請日: 2012-10-08
• 公開（公告）號: CN102866434A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 童紫原;童敏明;李猛
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G01V11/00
• 分類號: G01V11/00;E21F17/18
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 程化銘

技術領域

本發明涉及一種礦井突水監測方法及系統，特別是一種礦井突水實時監測方法及系統。

技術背景

礦井突水是煤礦生產的重大災害之一。長期以來，礦井安全監測系統缺少對礦井突水監測的技術和裝備，致使煤礦經常發生突水事故，造成人員傷亡和經濟損失。

發明內容

本發明的目的是要提供一種礦井突水實時監測方法及系統，實現礦井突水的實時監測預警，避免礦井突水重大災害的發生。

為實現本發明的礦井突水實時監測包括方法和系統，系統包括：突水源探測器、隔水頂板監測器、煤層含水監測器、涌水量監測器、水質監測器、多路數據集控器、網關、工業以太網和監測主機；突水源探測器、隔水頂板監測器、煤層含水監測器、涌水量監測器和水質監測器均與多路數據集控器的輸入端連接，多路數據集控器的輸出端通過網關和工業以太網與監測主機通訊。

所述的突水源探測器由定向天線、高頻發射器、高頻接收器、變頻振蕩器、發射控制器和無線通信電路組成；變頻振蕩器產生三種不同頻率的高頻信號，變頻振蕩器的輸出端與高頻發生器的輸入端連接，發射控制器的輸出端與高頻發射器的輸入端連接，高頻發射器和高頻接收器的輸出端與定向天線連接。

所述的隔水頂板監測器是聲發射傳感器，獲取頂板破裂信息。

所述的煤層含水監測器是一種電導率傳感器，用于檢測煤質電導率，獲得煤層含水量大小的裝置。

所述的涌水量監測器是檢測出水壓力而間接測量涌水量的裝置。

所述的水質監測器是檢測PH值參數判斷出水水質異常變化的裝置。

實時監測方法是：突水源探測器連續發射三束不同頻率的電磁波，通過煤巖內部不同深度的電磁波反射信號通過多路數據集控器、網關和工業以太網到達監測主機，監測主機對接收的電磁波反射信號進行分析，對采礦工作面前方突水危險源進行監測；隔水頂板監測器有聲發射傳感器，聲發射傳感器實時監測頂板的破裂，產生聲發射信號，聲反射信號通過多路數據集控器、網關和工業以太網到達監測主機，監測主機對接收的聲反射信號進行分析，及時發現隔水層破壞的前兆信息；煤層含水監測器通過煤的導電率檢測煤層的水分，導電率信號通過多路數據集控器、網關和工業以太網到達監測主機，監測主機對接收的導電率信號進行分析，及時發現煤層中透水的情況，為突水預警提供依據；涌水量監測器通過出水壓力信號監測涌水量，水壓力信號通過多路數據集控器、網關和工業以太網到達監測主機，監測主機對接收的水壓力信號進行分析，發現導水通道的變化情況，為突水預警提供依據；水質監測器監測水的PH值，PH值信號通過多路數據集控器、網關和工業以太網到達監測主機，監測主機對接收的水的PH值信號進行分析，分析出水的異常變化情況，監測是否有其它水源通道打開的情況，為突水預警提供依據；

以上五種監測信號均通過多路數據集控器、網關和工業以太網到達監測主機，監測主機對所有接收到的信號分別進行分析，全面監測礦井突水的危險源和前兆信息，對礦井突水實時監測進行預警。

有益效果，由于采用了上述方案，突水源探測器通過連續發射三束不同頻率的電磁波，通過煤巖內部不同深度的電磁波反射信號的接收分析，達到監測采礦工作面前方突水危險源的目的；隔水頂板監測器采用聲發射傳感原理，通過監測頂板的破裂產生的聲發射信號，發現隔水層破壞的前兆信息；煤層含水監測器通過煤的導電率檢測煤層的水分，由此發現煤層中透水的情況，為突水預警提供依據；涌水量監測器通過出水壓力監測涌水量，由此發現導水通道的變化情況，為突水預警提供依據；水質監測器通過水PH值分析水的異常變化情況，以監測是否有其它水源通道打開的情況，為突水預警提供依據。通過以上五種監測方法，全面監測礦井突水的危險源和前兆信息，實現礦井突水的實時監測預警，避免了礦井突水重大災害的發生，達到了本發明的目的。

優點：對突水危險源探測，隔水通道的監測和涌水量和水源的監測，全方位對礦井突水災害的前兆信息進行監測，以實現突水災害的實時監測和預警，避免災害的發生。

附圖說明

圖1是本發明的結構圖。

圖2是本發明的突水源探測器的結構圖。

圖中，1、突水源探測器；2、隔水頂板監測器；3、煤層含水監測器；4、涌水量監測器；5、水質監測器；6、多路數據集控器；7、網關；8、工業以太網；9、監測主機；10、定向天線；11、高頻發射器；12、高頻接收器；13、變頻振蕩器；14、發射控制器；15、無線通信電路。

具體實施方式