[發明專利]基于自然電位法的采空區滯后突水預警系統及其使用方法

有效

• 申請號: 201911297310.3
• 申請日: 2019-12-17
• 公開（公告）號: CN111123365B
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 徐洪濤;于師建;賀潤山;張曉穎;劉震
• 申請（專利權）人: 山西石泉煤業有限責任公司;山東科技大學
• 主分類號: G01V3/08
• 分類號: G01V3/08
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司 37252
• 代理人: 張凱

1.一種基于自然電位法的采空區滯后突水預警系統，其包括數據采集裝置、數據處理裝置、預警裝置，其特征在于：

還包括自然電位監測裝置，所述的自然電位監測裝置包括一個參考電極和與所述的參考電極連接的至少一個測量電極，所述的參考電極和所有的測量電極均設置在采空區兩側的巷道內，每個測量電極對應連接一個數據采集卡，所述的數據采集卡用于將所述的測量電極采集得到的電位信號暫時存儲，在所述的每個數據采集卡的上方還設置一個保護裝置；

各個數據采集卡采用串行方式連接到所述的數據采集裝置，所述的數據采集裝置同時向各個數據采集卡發出指令，在同一時間將各個測量電極所處位置的電位信號同時提取，或間隔固定的時間對數據進行采集；

所述的數據處理裝置用于將采集的數據按照時間、測量電極編號、電位大小、以及自然電位信號與地下水流動電位的關系進行處理；

所述的預警裝置根據流動電位動態變化大小設置報警閾值，若電位信號超出閾值，立即發出報警信號；

每個數據采集卡包含一個前置低通濾波器，其用于采集0～5Hz的自然電位信號；每個數據采集卡通過焊接的方式與其對應的測量電極連接；

相鄰的測量電極為等間距排布，間距為10m；

所述的參考電極、測量電極均為不極化電極；

所述的數據采集裝置、數據處理裝置、預警裝置均通過線路連接有電源，所述的數據采集卡通過電源線連接所述電源；

所述的保護裝置為一罩體，其扣合在相對應的數據采集卡的上方，在所述的罩體的左右兩側及底部開孔，所述的罩體的上蓋可開啟/關閉；

所述的罩體選用聚氨酯材料制作而成；

所述的電源線和數據線采用同一管道鋪設，外包防止線路腐蝕的PVC管道。

2.根據權利要求1所述的一種基于自然電位法的采空區滯后突水預警系統的使用方法，其特征在于，依次包括以下步驟：

a、在采空區兩側巷道分別挖設具有一定深度的電纜溝，并在電纜溝內每隔一段距離挖設電極槽；

b、埋設電纜，將電源線和數據線外包PVC管道，并在無窮遠處鋪設地線，將數據采集裝置進行接地；

c、將數據采集卡和與其對應的測量電極進行焊接，焊接后后將測量電極插入所述的電極槽內的巖層中，并在數據采集卡上方布置保護裝置；

d、若各個裝置連接情況完好，則開啟數據采集裝置，通過所述的數據采集裝置向各個測量電極發出指令，各個測量電極對所處位置的自然電位進行檢測，并將電位數據暫存于對應的數據采集卡中，數據采集裝置再次發出指令將數據采集卡中的數據同時提取；

e、將數據采集裝置提取的電位數據傳輸至數據處理裝置，通過所述的數據處理裝置對這些數據按照時間、測量電極編號、電位大小以及自然電位信號與地下水流動電位的關系進行處理；

f、將處理好的數據傳輸至預警裝置，若電位信號超出所設置的報警閾值，立即發出報警信號。