一种基于多维监测的矿山动力灾害系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种基于多维监测的矿山动力灾害系统及方法，所述系统包括：微震传感器用于获取微震信号；孔内成像装置探针用于观测围岩裂隙及裂隙发展走向；所获取的信号经微处理器及人工分析判断后传入灾害分析仪，经过数据库标准值对比后提供围岩状态预警及围岩支护措施。本发明专利技术实施例将微震监测技术、孔内成像技术与人工处理多维结合，融合了信号、图像与智能分析等研制一种多维度监测矿山动力灾害监测预警系统，实现了矿山动力灾害实时精确的监测及预警。

A mine dynamic disaster system and method based on multidimensional monitoring

【技术实现步骤摘要】
一种基于多维监测的矿山动力灾害系统及方法
本专利技术属于采矿致灾的监控与防范
，涉及一种基于多维监测的矿山动力灾害系统及方法。
技术介绍
现今常用的动力灾害检测方法包括：锚杆受力监测、电磁辐射监测、全站仪监测等方式，并在应用过程中取得了良好的效果，这些方法在矿山的安全及预警方面得到大量使用，但这些技术由于受掘进矸石掉落的动态影响而使测得的数据不够精确；采矿放炮活动所致测得信号不够准确；耗费财力物力且人员安全保障低低等问题；针对这些技术的不足，我们在预测方式上做出了一些改变，采用多维度预测矿山动力灾害，此技术能够解决传统单方式监测易受人为活动影响而造成预测结果偏差的问题，提高矿山预警的准确度，减少人员伤亡，节约安全成本从而提高生产效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种多维度监测矿山动力灾害系统及方法，可以高效率监测矿山动力灾害，为巷道的支护方式及支护地点提供准确的信息支撑，提高煤矿生产的安全性，采用微震监测与孔内成像监测两种技术手段相结合的方式对矿山动力灾害进行监测采用信号与图像相结合的评价方法对矿山压力的预警以及对巷道支护的指导。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：步骤一：根据人工判别，分析前人在微震数据处理的基础上，建立一套基于目前煤矿生产的不同类型的微震信号数据库，设置巷道围岩破裂信号和动力扰动下围岩信号的标准值。步骤二：在监测巷道选取一定距离间隔的断面，在断面的底板、两侧墙、两拱肩、顶部进行打孔，并将各点位的数据导入数据库中。步骤三：将微震装置的传感器分为六个一组，钻孔清理干净后将传感器放入孔内底部，用树脂固定剂将传感器固定，在干净稳定的环境中能提高传感器采集数据的准确性。步骤四：传感器通过采集电路与微处理器连接，将处理器接收的信号进行分析，根据传感器的位置将信号与数据进行处理并储存。步骤五：微震监测装置安装完成后，将孔内成像装置的探针放置于各断面对应的钻孔，探测前将孔内碎岩清理干净，保证传输画面的清晰，能够清楚的观测微裂隙的状况及扩展在探入过程中记录下探入的深度。步骤六：将孔内成像装置中的探针通过采集电路与主机连接，将采集的图像信息进行处理后储存下来。步骤七：将微震监测和孔内成像两种装置测得的信息经过人工分析后再导入灾害分析仪中，判断围岩压力过大的区域及围岩裂隙的走向，确定支护方式与重点支护断面。与现有的监测矿山动力灾害的方式相比，本专利技术提供的技术方案有以下优势：1.由开采环境确定数据库，使所建数据库贴合实际生产情况。2.根据不同的生产环境，动态设定标准值，使动力灾害监测的准确性逐步提高。3.在巷道断面合理布置钻孔点，采集被监测的巷道的信息更加合理准确，能够均匀监测各部分围岩所处的状态，使巷道处于全方位监测之下。4.先通过微震信号确定灾害可能出现的地点，再通过图像确定围岩的情况，裂隙的走向，其次图像也能反证微震信号的准确性。5.声波信号与图片信息导入灾害分析仪中，使两种信号不会出现信息孤岛，两种装置采集的信号相互佐证，多维分析，相辅相成。附图说明图1是本专利技术打孔位置的截面图；图2是本专利技术微震监测装置系统结构示意图；图3是本专利技术孔内成像监测装置系统结构示意图；图4是本专利技术多维监测矿山动力灾害预警系统实施的结构图。图中：1-巷道顶部；2-巷道两拱肩；3-巷道两侧墙；4-巷道底板；5-微震装置接收器；6-微震装置采集电路；7-微震装置微处理器；8-孔内成像装置摄像头；9-螺纹杆；10-孔内成像装置深度计数器；11-孔内成像装置采集电路；12-孔内成像装置微处理器。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本专利技术提供一种多维度监测矿山动力灾害系统及方法，具体步骤如下：步骤一：根据人工判断，分析前人在微震数据处理的基础上，建立一套基于目前煤矿生产的不同类型的微震信号数据库，在采空区巷道内设置一个标准值b，越靠近工作面时可乘以系数k（k≥1），且k逐渐增大，在工作面处取k=1.5。步骤二：在监测巷道选取25m间隔的断面，在断面的底板4、两侧墙3、两拱肩2、顶部1的位置进行打孔，孔深垂直进入基岩8m并将各点位的数据导入数据库中。步骤三：将微震装置的传感器分为六个为一组，钻孔清理赶紧后将微震传感器5放入孔内底部并用树脂固定剂将传感器固定牢固，在干净稳定的环境中能提高传感器采集数据的准确性。步骤四：传感器5通过采集电路6与微处理器7连接，将微处理器接受的信号进行分析，依据，再根据传感器所处的位置乘以系数k，将处理过的数据最终储存下来。步骤五：微震监测装置安装完成后，将孔内成像装置的摄像头8通过螺纹杆9与深度计数器10连接成整体的成像探针放置于各断面对应的钻孔，探测前要清理孔内碎岩平稳探入，保证传输画面的清晰，能够清楚的观测微裂隙的状况及扩展。步骤六：将孔内成像装置的探针通过成像采集电路11与图像微处理器12连接，将采集的图像信息进行进行处理后储存下来。步骤七：将微处理器7微震监测的信号和微处理器12的图像经过人工13分析后传输到灾害分析仪14中，判断围岩压力过大的区域，再根据图像中围岩裂隙的走向，确定支护方式与重点支护断面。以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，根据本专利技术的技术方案及其专利技术构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多维监测的矿山动力灾害系统及方法，具体步骤如下：/n步骤一：根据人工判别，分析前人在微震数据处理的基础上，建立一套基于目前煤矿生产的不同类型的微震信号数据库，设置巷道围岩破裂信号和动力扰动下围岩信号的标准值；/n步骤二：在监测巷道选取一定距离间隔的断面，在断面的底板、两侧墙、两拱肩、顶部进行打孔，并将各点位的数据导入数据库中；/n步骤三：将微震装置的传感器分为至少2个一组，钻孔清理干净后将传感器放入孔内底部，用树脂固定剂将传感器固定，在干净稳定的环境中能提高传感器采集数据的准确性；/n步骤四：传感器通过采集电路与微处理器连接，将处理器接收的信号进行分析，根据传感器的位置将信号与数据进行处理并储存；/n步骤五：微震监测装置安装完成后，将孔内成像装置的探针放置于各断面对应的钻孔，探测前将孔内碎岩清理干净，保证传输画面的清晰，能够清楚的观测微裂隙的状况及扩展在探入过程中记录下探入的深度；/n步骤六：将孔内成像装置中的探针通过采集电路与主机连接，将采集的图像信息进行处理后储存下来；/n步骤七：将微震监测和孔内成像两种装置测得的信息经过人工分析后再导入灾害分析仪中，判断围岩压力过大的区域及围岩裂隙的走向，确定支护方式与重点支护断面。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于多维监测的矿山动力灾害系统及方法，具体步骤如下：
步骤一：根据人工判别，分析前人在微震数据处理的基础上，建立一套基于目前煤矿生产的不同类型的微震信号数据库，设置巷道围岩破裂信号和动力扰动下围岩信号的标准值；
步骤二：在监测巷道选取一定距离间隔的断面，在断面的底板、两侧墙、两拱肩、顶部进行打孔，并将各点位的数据导入数据库中；
步骤三：将微震装置的传感器分为至少2个一组，钻孔清理干净后将传感器放入孔内底部，用树脂固定剂将传感器固定，在干净稳定的环境中能提高传感器采集数据的准确性；
步骤四：传感器通过采集电路与微处理器连接，将处理器接收的信号进行分析，根据传感器的位置将信号与数据进行处理并储存；
步骤五：微震监测装置安装完成后，将孔内成像装置的探针放置于各断面对应的钻孔，探测前将孔内碎岩清理干净，保证传输画面的清晰，能够清楚的观测微裂隙的状况及扩展在探入过程中记录下探入的深度；
步骤六：将孔内成像装置中的探针通过采集电路与主机连接，将采集的图像信息进行处理后储存下来；
步骤七：将微震监测和孔内成像两种装置测得的信息经过人工分析后再导入灾害分析仪中，判断围岩压力过大的区域及围岩裂隙的走向，确定支护方式与重点支护断面。


2.根据权利要求1所述的一种基于多维监测的矿山动力灾害系统及方法，其特征在于：所属步骤一中，根据实际矿山岩体特点建立数据库，在不同环境的断面让信号标准值b乘以系数k,k的取值范围在1～1.5，并保证数据库基于生产情况动态调整...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑禄林，何珩溢，刘镐，黄楠，郑禄璟，孙文吉斌，万入祯，陈斌，王英乐，陈庆港，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：发明
国别省市：贵州;52