一种无线交互式采空区多场耦合数据采集系统及使用方法技术方案

本发明专利技术提供的一种无线交互式采空区多场耦合数据采集系统及使用方法，所述装置包括放于采空区内用于数据采集的数据采集器、用于放大信号的信号放大装置、用于保护数据采集器和信号放大装置的装置保护器，还包括用于接收数据信息的井下数据接收站、用于对数据采集系统进行控制和对所采集的数据进行存储及显示的地面控制台、井下移动控制台、用于向采空区释放示踪气体的示踪气体释放装置。本装置可以对工作面开采过程中采空区的压力场、渗流场、速度场、气体浓度场、温度场等数据进行采集，可为分析采空区各场相互影响规律、给出具有普适性的采空区遗煤自燃氧化升温特性、制定高效的遗煤自燃防治措施等方面的研究提供基础数据。本装置在采空区内测点的位置选择更加灵活、装置安设更加方便、测点数量可自由设定、系统的稳定性更加可靠，数据采集更加及时、精确。所述装置造价低，操作方便，具有广泛的适用性。

A wireless interactive multi field coupling data acquisition system in goaf and its application method

【技术实现步骤摘要】
一种无线交互式采空区多场耦合数据采集系统及使用方法
本专利技术涉及矿山安全工程
，具体涉及一种无线交互式采空区多场耦合数据采集系统及使用方法。
技术介绍
火灾是矿井的五大灾害之一，一旦发生可造成严重的财产损失及人员伤亡，如果引发次生灾害，其造成的损失会进一步增多。矿井火灾以煤炭自燃灾害为主，占到火灾总数的90%以上。据统计，我国国有煤矿中50%以上具有煤炭自燃危险，煤炭自燃又以采空区遗煤自燃为最多，约占到矿井煤炭自燃灾害的95%以上。可见，防治采空区遗煤自燃是治理矿井火灾的关键。随着我国矿井年产量的增加、机械化程度的提高、开采深度的加大，采空区遗煤自燃灾害将会变得更加严重。另外，遗煤自燃还可能诱发采空区内的瓦斯爆炸，这会给煤矿的安全生产带来更大的威胁。采空区遗煤自燃规律的研究是制定合理的防治措施、提高防治效果的关键。目前对采空区遗煤自燃规律的研究大多是对现象的研究，对现象产生的原因的研究则较少。然而对采空区遗煤自燃规律现象的产生原因的研究才是防治采空区遗煤自燃的关键，才具有普遍性。采空区遗煤自燃受多种因素的影响，采空区遗煤自燃规律本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线交互式采空区多场耦合数据采集系统，其特征在于：包括：数据采集器、装置保护器、信号放大装置、井下数据接收站、井下移动控制台、地面控制台、示踪气体释放装置。/n

【技术特征摘要】
1.一种无线交互式采空区多场耦合数据采集系统，其特征在于：包括：数据采集器、装置保护器、信号放大装置、井下数据接收站、井下移动控制台、地面控制台、示踪气体释放装置。


2.权利要求1所述的一种无线交互式采空区多场耦合数据采集系统，其特征在于：所述数据采集器沿工作面布置方向埋于采空区内，采空区入风侧数据采集器间距可设定为10m，采空区回风侧数据采集器间距可设定为20m；
所述数据采集器包括示踪气体传感器、O2传感器、CH4传感器、温度传感器、风速传感器、压力传感器、数据转换器、中央处理器I、数据信号发射器I、命令信号接收器I；
所述各传感器通过数据线与数据转换器连接，所述数据转换器与中央处理器I连接，所述中央处理器I与数据信号发射器I及命令信号接收器I连接；
所述数据采集器的电源I为电池电源，通过中央处理器I将电流传输给各部件。


3.权利要求1所述的一种无线交互式采空区多场耦合数据采集系统，其特征在于：所述信号放大装置由数据信号接收器I、命令信号接收器II、中央处理器II、信号放大器、数据信号发射器II、命令信号发射器I构成；
所述中央处理器II通过数据线与数据信号接收器I、命令信号接收器II、信号放大器相连；
所述信号放大器与数据信号发射器II及命令信号发射器I连接；
装置电源II与中央处理器II连接。


4.权利要求1所述的一种无线交互式采空区多场耦合数据采集系统，其特征在于：所述装置保护器总体上为长方体结构，由上、下两部分构成，上部为装置放置器，下部为底座；
所述装置放置器顶部为锥形结构，下面装有四个液压支柱，液压支柱下方为钢板，钢板中心部位设置有装置固定器；所述钢板下方为底座部分，所述底座部分内部有四个金属支柱；
所述金属支柱上部与钢板相连，下部与另一钢板相连。


5.权利要求1所述的一种无线交互式采空区多场耦合数据采集系统，其特征在于：所述井下数据接收站包括：箱体，所述箱体内部有数据信号接收器II和命令信号发射器II；
所述数据信号接收器II、命令信号发射器II通过数据线与地面控制台的中央处理器III连接。


6.权利要求1所述的一种无线交互式采空区多场耦合数据采集系统，其特征在于：所述地面控制台由中央处理器III、数据存储器、数据显示器I、命令输入器I组成；
所述中央处理器III通过数据线与数据存储器I、命令输入器I连接；所述数据显示器与数据存储器连接；所述地面控制台的电源III与中央处理器III连接；所述中央处理器III还与井下数据接收站的数据信号接收器II及命令信号发射器II连接、与示踪气体释放装置的命令信号接收器IV相连。


7.权利要求1所述的一种无线交互式采空区多场耦合数据采集系统，其特征在于：所述井下移动控制台包括：数据信号接收器III、位置信号接收器、中央处理器IV、数据显示器II、命令输入器II、命令信号发射器III；
所述中央处理器IV通过数据线分别与数据显示器II、命令输入器II、命令信号发射器III、数据信号接收器III、位置信号接收器及电源IV连接。


8.权利要求1所述的一种无线交互式采空区多场耦合数据采集系统，其特征在于：所述示踪气体释放装置包括：命令信号接收器IV、中央处理器、气体释放泵、示踪气体容器、连接管、示踪气体释放管；所述命令信号接收器IV一端与地面控制台的中央处理器III连接，另一端与中央处理器V连接，中央处理器V通过数据线与气体释放泵连接；气体释放泵一端通过连接管与示踪气体容器连接，另一端与示踪气体释放管连接。


9.一种无线交互式采空区多场耦合数据采集方法，采用权利要求1所述的一种无线交互式采空区多场耦合数据采集系统来实现，其具体步骤如下：
步骤一：开启地面控制台的电源III及井下移动控制台的电源IV，使地面控制台及井下移动控制台开始运行；
对地面控制台的中央处理器III、井下移动控制台的中央处理器IV中的数据接收组数、每组数据对应的接收频率、相邻两组数据接收的时间间隔、两次循环接收数据的时间间隔进行设定；
步骤二：开启数据采集器的电源I，数据采集器开始工作；
将数据采集器安装在装置保护器的装置固定器上，对中央处理器I的参数进行设定，其中包括对数据信号发射器I的发射频率及两次数据发射的时间间隔进行设定，设定数值与步骤一中地面控制台的中央处理器III、井下移动控制台的中央处理器IV的设定数值相同；
同时对数据采集器的编号进行设定；
步骤三：将安装了数据采集器的装置保护器按照设定要求放于采空区内；
步骤四：所述数据采集器的各传感器将感应到的数值模拟信号传输给数据转换器，数据转换器将接收到的模拟信号转换成电信号传输给中央处理器I；所述中央处理器I接收到电信号后，给数据信号发射器I发出发射数据指令；数据信号发射器I收到发射数据指令后，将数据信号发出；数据信号发射器I发出的数据信号除各感应器感应到的数据信号外，还包括数据采集器的位置数据信号、数据采集器编号的数据信号；
步骤五：井下数据接收站的数据信号接收器II接收数据信号发射器I发出的数据信号及数据采集器的编号信号后，将数据信号通过数据线传输给地面控制台的中央处理器III；中央处理器III对数据处理后将数据传输给数据存储器；数据存储器对数据存储后将数据传输给数据显示器I，数据显示器I对数据进行显示；
步骤六：按照步骤一中设定的相邻两组数据接收时间间隔，地面控制台的中央处理器III发出接收下一组数据的指令，井下数据接收站的数据信号接收器II的数据接收频率发生改变，准备接收下一组数据；
步骤七：重复步骤五到步骤六的过程，直到采空区内所有数据采集器的数据均被接收一次，地面控制台本循环的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张春，栾铮，闻天祥，
申请(专利权)人：辽宁工程技术大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21