一种煤矿井下微震监测系统的布设方法技术方案

本发明专利技术公开了一种煤矿井下微震监测系统的布设方法，包括根据采场工作面生产地质条件，设计采场岩层检测点n个，数据采集盒安装点2个；自巷道里段开始在所确定的采场监测点安装n个传感器并由里至外编号，数据采集盒首次连接的传感器分别为xm、ym；并在上位机输入对应通道已连接的传感器坐标，随着工作面的推进，更新传感器，并将新的传感器坐标录入系统，依次类推。本发明专利技术针对微震监测系统布设做出优化改进，摆脱以往对大批量设备的依赖性，提出了一种煤矿井下微震监测系统的布设方法，可以满足在长距离采场内保证监测高精度的定位效果下实现对设备的循环重复利用，以达到资源的应用最大化，同时满足矿井机械化、高效率的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿井下微震监测系统的布设方法
本专利技术涉及矿井生产过程中对岩体的监测
，具体为一种煤矿井下微震监测系统的布设方法。
技术介绍
微震监测技术作为一种识别岩体破裂、失稳的监测技术被广泛应用于采矿工程、隧道工程、边坡工程、水电站工程等安全监测中。微震监测是一种基于传感器、电缆、数据采集盒、时间源授时器、数据接收终端所构建的台网来监测岩石在施工过程中的破裂信号，同时依赖于数据处理软件来实现定位、获取震源参数、分析岩石破裂的手段。若实现微震系统的精确定位，根据震源定位原理则需在监测区域内布置4个以上的传感器来接收信号，且每个传感器的间隔距离不能过大。如申请号为2020101495420公开的一种倾斜地层隧道工程微震监测传感器布设方法，该方法首先确定监测区域微震事件的P波主入射方向；然后建立区域施工坐标系和符合监测区域地质特征的倾斜层状地层模型。忽略反射波、折射波等干扰波影响，进一步建立P波的射线路径方程；再将射线参数、地层参数、波速参数等依次代入射线方程，获取倾斜地层介质中传感器布设的最优位置；最后依次求解监测区域内各震源的P波其他主要入射方向对应的传感器位置即为三维监测区域内的传感器的最优布设位置。本方法计算简单，结果准确。但是该方法没有公开传感器与采集盒的数量配比已经如何重复利用采集盒。那么针对煤矿井下采场工作面则需要布置多个传感器，而且需要成一定的空间交错，则一般需要在工作面的平行布置的具有高程差的两条巷道内均布置传感器，尤其是在回采推进的走向方向所需传感器更多。在同一条巷道内按照间隔100m布置，则2000m长的工作面需要布置20*2＝40个传感器，那么则需要至少提供40个数据通道供数据信号传递，而1台数据采集盒往往仅有6个通道，则需要7台数据采集盒。但是由于数据采集盒的成本较大，一般一台几十万，则数据采集盒的成本就可达到几百万，严重限制了微震系统在矿井的应用，从而导致矿井失去了安全监测的一种有效手段。由于数据采集盒的成本较大，一般一台几十万，则数据采集盒的成本就可达到几百万，严重限制了微震系统在矿井的应用，从而导致矿井失去了安全监测的一种有效手段。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对现有技术中对于井下微震监测系统中采集盒用量大、成本高的问题。本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种煤矿井下微震监测系统的布设方法，包括以下步骤：S01.根据采场工作面(10’)生产地质条件，巷道10布置情况，确定微震监测系统安设的两条巷道(10)，设计采场岩层检测点n个，数据采集盒(5)安装点2个；S02.自巷道(10)里段开始在所确定的采场监测点安装n个传感器9，两条巷道(10)内的传感器(9)由里至外编号为(x1、x2、xm、…、xn-1、xn)、(y1、y2、ym、…、yn-1、yn)，自传感器(9)至巷道(10)外段铺设电缆并连接至每个传感器(9)，并对每根电缆间隔设定距离标记传感器(9)编号，同时将2台数据采集盒(5)布设在已确立的安装点；S03.在所述数据采集盒(5)安装点位置处，按照电缆由小至大的编号截断，截断后的电缆与数据采集盒(5)的通道连接，假设数据采集盒(5)具有m个通道，则可连接的传感器(9)分别为(xm)(ym)；S04.连接好传感器(9)后将数据采集盒(5)与上位机连通，形成完整的微震监测系统连通，并在上位机输入对应通道已连接的传感器(9)坐标，此时微震监测系统的检测区域为(x1-xm，y1-ym)；S05.当采场工作面(10’)推进至当前传感器(9)xi、yi的设定倍的岩层垮落步距后，则分别将当前传感器(9)xi、yi与数据采集盒(5)切断通信，然后将数据采集盒(5)空出的通道与传感器(9)(xm+1)、(ym+1)连接，并更新微震检测系统中的传感器(9)坐标；S06.重复步骤S05，直至完成对整个工作面(10’)区域的监测系统布设(x1-xn，y1-yn)。进一步的，所述步骤S05中，采用井下移动装置将数据采集盒(5)移动至下一个安装点。进一步的，所述步骤S05中，设定倍的岩层垮落步距为3倍。进一步的，所述井下移动装置包括承载板、第一立架(1)、第二立架(2)；所述第一立架(1)的底端固定在承载板的一侧，第二立架(2)的底端转动固定在承载板的另一侧，所述第二立架(2)通过连接件(22)与第一立架(1)固定；所述承载板底部设置有滚轮组。进一步的，所述第一立架(1)和第二架体均为目字形刚性架体，第一架体底部与承载板焊接固定，第二架体的底部通过转轴(21)与承载板转动固定。进一步的，所述第二架体目字形结构包括两立杆和至少一根刚性横杆(24)和多根柔性横向束缚带(23)，所述刚性横杆(24)和多根柔性横向束缚带(23)的两端分别与两根立杆固定；所述刚性横杆(24)位于多根横向束缚带(23)的上方。进一步的，所述第二架体的水平两侧还固定有连接件(22)，在第一架体对应的两侧位置固定有与连接件(22)配合的固定件；所述第二架体通过连接件(22)与固定件的配合，与第一架体固定成整体。进一步的，所述连接件(22)为柔性弹性系带，在系带的端部固定有挂钩；所述固定件为与挂钩配合的勾环。进一步的，所述滚轮组包括第一滚轮(6)和第二滚轮(7)，所述第一滚轮(6)为两个，为前进单向轮，分别固定承载板底部并位于第一架体下方；所述第二滚轮(7)为两天，为后退单向轮，分别固定在承载板底部，并位于第二架体的下方。进一步的，在所述承载板上还固定有升降支架(8)；所述升降支架(8)为多个，分布在承载板上，用以抬升整个井下移动装置。进一步的，所述升降支架(8)包括螺杆(81)、垫片(82)、螺母；在所述承载板上开设有螺孔，螺杆(81)竖向穿在螺孔内，底部与垫片(82)固定，顶部与螺母配合，通过拧动螺母，实现垫片(82)的升降。进一步的，所述第二立架(2)与承载板之间还通过弹性件(25)连接。本专利技术的优点在于：本专利技术针对微震监测系统布设做出优化改进，摆脱以往对大批量设备的依赖性，提出了一种煤矿井下微震监测系统的布设方法，目的在于提供一种监测方法，可以满足在长距离采场内保证监测高精度的定位效果下实现对设备的循环重复利用，以达到资源的应用最大化，同时满足矿井机械化、高效率的要求；本专利技术在基于微震系统布设过程中，可以高效的挪移、固定微震监测数据采集盒，能够提高工程效率，减少工作程序，减小劳动强度，保证微震监测系统在移动循环应用中的正常运行；具体的，采用可转动的第二立架，可便于放置和卸载采集盒，操作空间大；另外，第二立架的横向束缚带可以进一步的束缚采集盒，避免运输过程中的晃动。系带的使用，可根据设备所需空间，将第二立架与第一立架固定在合适的间距；采用两组单向轮，避免因巷道高程差，导致运输装置溜坡倾倒，导致设备损坏。附图说明图1为本专利技术的一种煤矿井下微震监测系统的布设方法的实施流程图；图2为本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤矿井下微震监测系统的布设方法，其特征在于：包括以下步骤：/nS01.根据采场工作面(10’)生产地质条件，巷道(10)布置情况，确定微震监测系统安设的两条巷道(10)，设计采场岩层检测点n个，数据采集盒(5)安装点2个；/nS02.自巷道(10)里段开始在所确定的采场监测点安装n个传感器(9)，两条巷道(10)内的传感器(9)由里至外编号为(x1、x2、xm、…、xn-1、xn)、(y1、y2、ym、…、yn-1、yn)，自传感器(9)至巷道(10)外段铺设电缆并连接至每个传感器(9)，并对每根电缆间隔设定距离标记传感器(9)编号，同时将2台数据采集盒(5)布设在已确立的安装点；/nS03.在所述数据采集盒(5)安装点位置处，按照电缆由小至大的编号截断，截断后的电缆与数据采集盒(5)的通道连接，假设数据采集盒(5)具有m个通道，则可连接的传感器(9)分别为xm、ym；/nS04.连接好传感器(9)后将数据采集盒(5)与上位机连通，形成完整的微震监测系统连通，并在上位机输入对应通道已连接的传感器(9)坐标，此时微震监测系统的检测区域为(x1-xm，y1-ym)；/nS05.当采场工作面(10’)推进至当前传感器(9)xi、yi的设定倍的岩层垮落步距后，则分别将当前传感器(9)xi、yi与数据采集盒(5)切断通信，然后将数据采集盒(5)空出的通道与传感器(9)(xm+1)、(ym+1)连接，并更新微震检测系统中的传感器(9)坐标；/nS06.重复步骤S05，直至完成对整个工作面(10’)区域的监测系统布设(x1-xn，y1-yn)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种煤矿井下微震监测系统的布设方法，其特征在于：包括以下步骤：
S01.根据采场工作面(10’)生产地质条件，巷道(10)布置情况，确定微震监测系统安设的两条巷道(10)，设计采场岩层检测点n个，数据采集盒(5)安装点2个；
S02.自巷道(10)里段开始在所确定的采场监测点安装n个传感器(9)，两条巷道(10)内的传感器(9)由里至外编号为(x1、x2、xm、…、xn-1、xn)、(y1、y2、ym、…、yn-1、yn)，自传感器(9)至巷道(10)外段铺设电缆并连接至每个传感器(9)，并对每根电缆间隔设定距离标记传感器(9)编号，同时将2台数据采集盒(5)布设在已确立的安装点；
S03.在所述数据采集盒(5)安装点位置处，按照电缆由小至大的编号截断，截断后的电缆与数据采集盒(5)的通道连接，假设数据采集盒(5)具有m个通道，则可连接的传感器(9)分别为xm、ym；
S04.连接好传感器(9)后将数据采集盒(5)与上位机连通，形成完整的微震监测系统连通，并在上位机输入对应通道已连接的传感器(9)坐标，此时微震监测系统的检测区域为(x1-xm，y1-ym)；
S05.当采场工作面(10’)推进至当前传感器(9)xi、yi的设定倍的岩层垮落步距后，则分别将当前传感器(9)xi、yi与数据采集盒(5)切断通信，然后将数据采集盒(5)空出的通道与传感器(9)(xm+1)、(ym+1)连接，并更新微震检测系统中的传感器(9)坐标；
S06.重复步骤S05，直至完成对整个工作面(10’)区域的监测系统布设(x1-xn，y1-yn)。


2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下微震监测系统的布设方法，其特征在于：所述步骤S05中，采用井下移动装置将数据采集盒(5)移动至下一个安装点。


3.根据权利要求1所述的一种煤矿井下微震监测系统的布设方法，其特征在于：所述步骤S05中，设定倍的岩层垮落步距为3倍。


4.根据权利要求2所述的一种煤矿井下微震监测系统的布设方法，其特征在于：所述井下移动...

【专利技术属性】
技术研发人员：余国锋，李连崇，雷成祥，牟文强，韩云春，郑群，罗勇，任波，王四戌，郭庭廷，段昌瑞，李志兵，李琰庆，于云飞，郭忠凯，吴志坚，余岩，
申请(专利权)人：平安煤炭开采工程技术研究院有限责任公司，淮南矿业集团有限责任公司，东北大学，玖云大数据武汉有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34