[實用新型]一種礦井圍巖松動圈實時監測系統

有效

• 申請號: 201420592589.4
• 申請日: 2014-10-14
• 公開（公告）號: CN204086218U
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 袁燁;張濤
• 申請（專利權）人: 銀川華盛新科技術有限公司;袁燁;張濤
• 主分類號: G01N29/07
• 分類號: G01N29/07
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及礦井生產技術領域，尤其是涉及一種礦井圍巖松動圈實時監測系統。

背景技術

????巷道的安全支護在煤礦安全生產中起到重要的作用，也是煤礦安全生產中的難點。對巷道的安全支護的關鍵是要實時地掌握嗣巖松動圈的破碎狀態。

巷道開挖后破壞了原巖的應力平衡狀態，從而導致：第一，巷道周邊徑向應力下降為零，圍巖強度明顯下降；第二，圍巖中出現應力集中現象。當這種應力超過圍巖強度之后，在巷道周邊圍巖所形成的破碎帶便是圍巖松動圈。其物理狀態表現為破裂縫的增加及巖體應力水平的降低。松動圈測試就是測試開巷后新的破壞裂縫及其分布范圍，圍巖中有新破裂縫與沒有破裂縫的界面位置就是松動圈的邊界。傳統的松動圈測試的檢測原理相應的測試方法包括多點位移計量測法和地質雷達探測法，存在設計復雜、操作繁瑣、對測試系統和測試對象存在損傷的缺陷，不能很好實現預期的測試目標。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種礦井圍巖松動圈實時監測系統，其結構簡單，設計合理，易于操作，靈活性好，性能優異，實用性強，測試無損傷，使用效果好，便于推廣使用。

????為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是：一種礦井圍巖松動圈實時監測系統，其特征在于：包括主控模塊和與所述主控模塊連接的存儲模塊、GPRS模塊，所述GPRS模塊與服務器顯示模塊連接，所述主控模塊輸出端與超聲波發送單元連接，所述主控模塊輸入端與超聲波接收單元連接；所述超聲波發送單元包括依次連接的高壓電路、脈沖產生電路和超聲波發送換能器，所述超聲波接收單元包括依次連接的噪聲消除電路、接收信號放大電路和信號整形電路。

????上述的一種礦井圍巖松動圈實時監測系統，其特征在于:所述主控模塊為ST公司推出的基于ARMCortex-M3內核的32位微控制器STM32F103。

????上述的一種礦井圍巖松動圈實時監測系統，其特征在于:所述高壓電路包括PNP和NPN三極管組成的推挽放大電路，以及與所述推挽放大電路輸出端連接的由MOSFET功放管組成的功率放大電路。

????上述的一種礦井圍巖松動圈實時監測系統，其特征在于:所述推挽放大電路通過正向連接的二極管與MOSFET功放管柵極連接。

????上述的一種礦井圍巖松動圈實時監測系統，其特征在于:所述MOSFET功放管漏極通過電阻接80V直流電源。

????上述的一種礦井圍巖松動圈實時監測系統，其特征在于:所述噪聲消除電路、接收信號放大電路和信號整形電路由依次連接的LM358兩級放大芯片和LM567整形濾波芯片組成。

????上述的一種礦井圍巖松動圈實時監測系統，其特征在于:所述GPRS模塊采用華為公司的GSM900-C模組。

本實用新型與現有技術相比具有以下優點：

本實用新型結構簡單，設計合理，易于操作，靈活性好，性能優異，實用性強，測試無損傷，使用效果好，便于推廣使用。另外，本實用新型采用單發多收的測試方案，不需要多次移動測試器，甚至可以固定到巖層中實現實時的監測，避免了傳統的單發單收和單發雙收方案均需要不斷地改變測試深度才能完成測試的缺點，測試效率大大提高。

下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。

附圖說明

圖1為本實用新型的監測系統總體結構框圖；

圖2為本實用新型的單發多收測試方案結構示意圖；

圖3為本實用新型的超聲波發送單元電路原理圖；

圖4為本實用新型的超聲波接收單元電路原理圖；

圖5為本實用新型的GPRS模塊電路原理圖。

附圖標記說明:

1、主控模塊；2、存儲模塊；3、服務器顯示模塊；4、GPRS模塊；

5、高壓電路；6、脈沖產生電路；7、超聲波發送換能器；

8、噪聲消除電路；9、接收信號放大電路；10、信號整形電路。

具體實施方式

????如圖1所示，一種礦井圍巖松動圈實時監測系統，其特征在于：包括主控模塊1和與所述主控模塊1連接的存儲模塊2、GPRS模塊4，所述GPRS模塊4與服務器顯示模塊3連接，所述主控模塊1輸出端與超聲波發送單元連接，所述主控模塊1輸入端與超聲波接收單元連接；所述超聲波發送單元包括依次連接的高壓電路5、脈沖產生電路6和超聲波發送換能器7，所述超聲波接收單元包括依次連接的噪聲消除電路8、接收信號放大電路9和信號整形電路10。