一种煤矿用地测防治水智能化监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种煤矿用地测防治水智能化监测系统，包括巷道本体、主动监测模块和被动监测模块，所述主动监测模块和被动监测模块均设置在巷道本体的内部，所述主动监测模块包括探查机构、滑板和固定架，所述巷道本体的底部安装有轨道，所述滑板滑动安装在轨道的顶部，所述固定架安装在滑板的上表面，所述固定架的顶部安装有放置板，所述探查机构设置在放置板的顶部，所述被动监测模块包括发射线圈、接收线圈、控制箱、滑动变阻器和地震检波头。本发明专利技术通过设置的主动监测模块和被动监测模块，被动监测模块可以实时的监测岩体断裂情况及富水区的变化。富水区的变化。富水区的变化。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿用地测防治水智能化监测系统


[0001]本专利技术涉及煤矿防治水
，特别涉及一种煤矿用地测防治水智能化监测系统。

技术介绍

[0002]煤矿防治水智能监测系统主要针对含水层的富水性和隔水层的厚度等参数进行探测，通过在掘出的巷道内安装检波器，当岩层出现破裂，可接收地下岩体破裂时发出的微地震波信息，以确定岩体破裂发生的时间、位置和释放的能量，同时使用瞬变电磁法利用其对低阻体反应敏感的特性，探查岩体富水区的变化情况，实现智能化的监测矿井，由于煤矿防范要求需要专业技术人员每月至少一次对巷道水患进行排查，而地下水突出巷道过程一般是几个小时至一两天，有时是开拓后半月至数月，若巷道突发水患，虽然智能监测系统能及时发现异常，但已来不及阻止巷道突水，只能通知矿工紧急避水，不能提前将突水问题解决，而且瞬变电磁法对浅层有效信息的获取质量较差，导致其探测结果存在一定盲区，由于接收线圈接收的不是单纯的二次场，而是夹杂了接收线圈暂态过程，在一般情况下，接收线圈暂态过程比较短，所以在晚期信号里不明显，但在早期信号里很大不容忽视，影响瞬变电磁法对浅层岩体的探测能力，可能会导致对富水区的变化了解不及时。
[0003]为此，我们提出一种煤矿用地测防治水智能化监测系统，首先，智能化监测系统分为主动监测模块和被动监测模块，被动监测模块可以实时的监测岩体断裂情况及富水区的变化，主动监测模块在岩体未出现破裂时，通过振动波信息确定岩体破裂情况，同时振动起到诱发岩体破裂的作用，其次，通过翘板和滑动变阻器间的配合，减少瞬变电磁在浅层岩体的盲区，可以及时了解浅层富水区的变化情况。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提供一种煤矿用地测防治水智能化监测系统，可以有效解决
技术介绍
中的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种煤矿用地测防治水智能化监测系统，包括巷道本体、主动监测模块和被动监测模块，所述主动监测模块和被动监测模块均设置在巷道本体的内部，所述主动监测模块包括探查机构、滑板和固定架，所述巷道本体的底部安装有轨道，所述滑板滑动安装在轨道的顶部，所述固定架安装在滑板的上表面，所述固定架的顶部安装有放置板，所述探查机构设置在放置板的顶部，所述被动监测模块包括发射线圈、接收线圈、控制箱、滑动变阻器和地震检波头，所述巷道本体的内壁开设有探测孔。
[0006]本专利技术进一步的改进在于，所述滑动变阻器安装在探测孔的出口处，所述探测孔的内部的两侧分别安装有固定板和压块，所述固定板的靠近压块的一侧安装有伸缩杆和支撑杆，且所述支撑杆位于滑动变阻器和伸缩杆之间，所述压块的靠近固定板的一侧安装有翘板，所述翘板的远离压块的一端与滑动变阻器上的滑片连接，所述伸缩杆的远离固定板
的一端与翘板连接，所述伸缩杆的外侧设置有弹簧，所述弹簧的两端分别与翘板和固定板连接，所述伸缩杆和弹簧起到支撑翘板的作用，所述支撑杆的顶端安装有圆球，所述圆球的远离支撑杆的一侧与翘板接触，所述翘板和支撑杆在工作时利用杠杆原理调节滑动变阻器的电阻值。
[0007]本专利技术进一步的改进在于，所述地震检波头安装在探测孔的内部，且所述地震检波头位于探测孔内远离滑动变阻器的一端，所述地震检波头的两侧分别连接有插头和数据传输线，所述插头在工作时插入岩体用于接收岩体破碎发出的微地震波信息。
[0008]本专利技术进一步的改进在于，所述发射线圈和接收线圈的外侧均安装有线卡，所述发射线圈和接收线圈通过线卡固定在巷道本体的内壁上，所述巷道本体内部设置的多组发射线圈和接收线圈间接收到的富水区信息进行比对能够减小瞬变电磁法的盲区范围。
[0009]本专利技术进一步的改进在于，所述控制箱安装在巷道本体的内壁且位于发射线圈和探测孔之间，所述控制箱的内部横向安装有隔板，所述隔板的上表面安装有信号放大器和接收机，所述控制箱的内壁的底部安装有发送机和数据处理器，所述数据传输线的远离地震检波头的一端与数据处理器连接。
[0010]本专利技术进一步的改进在于，所述控制箱的正面安装有显示控制屏，所述发射线圈的激发端与发送机和滑动变阻器电性连接，所述滑动变阻器在工作时通过改变电阻值来调节发送机的发射电流大小，所述接收线圈的接收端与信号放大器和接收机电性连接，所述数据处理器在工作时对发送机、接收机和地震检波头传输的数据信息进行处理。
[0011]本专利技术进一步的改进在于，所述探查机构包括壳体，所述壳体的内部安装有电源和振动电机，所述壳体的靠近巷道本体的一侧安装有调整板，所述振动电机的输出端与调整板连接，所述调整板的远离振动电机的一侧安装有振动头，所述振动头在工作时根据需要调整其在调整板上的位置和角度有助于提高振动头对斜面的振动效率。
[0012]本专利技术进一步的改进在于，一种煤矿用地测防治水智能化监测系统，使用步骤如下：A：在待监测的巷道本体内壁开设若干个探测孔，将固定板和压块安装在探测孔的内壁，地震检波头放入探测孔的深处，并使插头插入岩体以接收岩体破碎发出的微地震波信息，巷道本体的内壁固定多组发射线圈和接收线圈，并用线卡进行固定，控制箱固定在巷道本体的内部，并对控制箱通电，滑动变阻器和发送机安装在同一线路上，发送机定期启动，通过发射线圈发射一个脉冲电流，接收线圈接收到的二次场经过信号放大器放大后被接收机接收，实时探查岩体富水区的变化情况；B：完成A步骤后，当岩体破裂时，岩体中的应力朝压块挤压，压块位移使翘板随之移动，伸缩杆收缩同时弹簧被压缩，翘板以支撑杆为支点，利用杠杆原理移动滑动变阻器上的滑片，由于翘板的动力臂长度远小于阻力臂长度，岩体破裂使翘板的动力臂移动的距离很小，翘板的阻力臂也会推动滑动变阻器上的滑片移动足够的距离，同时支撑杆顶端的圆球可以提高杠杆的灵敏度，而岩体破裂处距巷道本体越近，岩体中的应力对压块的压力越大，翘板的动力臂移动的距离变大，翘板的阻力臂推动滑片使滑动变阻器的电阻变小，使发送机流经的电流变大，在浅层岩体处发生破裂，通过发射大的电流，以获取最大的激励磁场，增加信噪比，压制干扰，减少瞬变电磁的盲区，同时对设置的多组接收线圈接收的信息进行比对，可以进一步的减少盲区，有助于及时了解富水区的变化情况；
C：专业技术人员通过使用探查机构对巷道水患进行排查时，探查机构安装在固定架上，推动滑板沿轨道移动，对巷道本体两侧进行排查，启动振动电机，振动电机的输出端带动调整板振动，调整板振动带动振动头撞击岩壁，根据岩壁的倾斜程度改变振动头在调整板上的位置和角度，有助于提高振动效率，探查机构发出的振动波被地震检波头检测到，并通过数据传输线将数据传到控制箱内，观察显示控制屏，将此次数据与上次数据进行对比，确认岩体是否出现破裂，若发现异常有足够的时间阻止突水，探查机构主动发出振动，通过地震波信息确定岩体破裂情况，同时振动起到诱发岩体破裂的作用，将岩体中的应力提前泻出，专业技术人员在该处便于及时进行处理。
[0013]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：1、通过设置的主动监测模块和被动监测模块，被动监测模块可以实时的监测岩体断裂情况及富水区的变化，主动监测模块在岩本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤矿用地测防治水智能化监测系统，包括巷道本体、主动监测模块和被动监测模块，其特征在于：所述主动监测模块和被动监测模块均设置在巷道本体的内部，所述主动监测模块包括探查机构、滑板和固定架，所述巷道本体的底部安装有轨道，所述滑板滑动安装在轨道的顶部，所述固定架安装在滑板的上表面，所述固定架的顶部安装有放置板，所述探查机构设置在放置板的顶部，所述被动监测模块包括发射线圈、接收线圈、控制箱、滑动变阻器和地震检波头，所述巷道本体的内壁开设有探测孔；所述滑动变阻器安装在探测孔的出口处，所述探测孔的内部的两侧分别安装有固定板和压块，所述固定板的靠近压块的一侧安装有伸缩杆和支撑杆，且所述支撑杆位于滑动变阻器和伸缩杆之间，所述压块的靠近固定板的一侧安装有翘板，所述翘板的远离压块的一端与滑动变阻器上的滑片连接，所述伸缩杆的远离固定板的一端与翘板连接，所述伸缩杆的外侧设置有弹簧，所述弹簧的两端分别与翘板和固定板连接，所述伸缩杆和弹簧起到支撑翘板的作用，所述支撑杆的顶端安装有圆球，所述圆球的远离支撑杆的一侧与翘板接触，所述翘板和支撑杆在工作时利用杠杆原理调节滑动变阻器的电阻值；所述地震检波头安装在探测孔的内部，且所述地震检波头位于探测孔内远离滑动变阻器的一端，所述地震检波头的两侧分别连接有插头和数据传输线，所述插头在工作时插入岩体用于接收岩体破碎发出的微地震波信息；所述发射线圈和接收线圈的外侧均安装有线卡，所述发射线圈和接收线圈通过线卡固定在巷道本体的内壁上，所述巷道本体内部设置的多组发射线圈和接收线圈间接收到的富水区信息进行比对能够减小瞬变电磁法的盲区范围。2.根据权利要求1所述的一种煤矿用地测防治水智能化监测系统，其特征在于：所述控制箱安装在巷道本体的内壁且位于发射线圈和探测孔之间，所述控制箱的内部横向安装有隔板，所述隔板的上表面安装有信号放大器和接收机，所述控制箱的内壁的底部安装有发送机和数据处理器，所述数据传输线的远离地震检波头的一端与数据处理器连接。3.根据权利要求2所述的一种煤矿用地测防治水智能化监测系统，其特征在于：所述控制箱的正面安装有显示控制屏，所述发射线圈的激发端与发送机和滑动变阻器电性连接，所述滑动变阻器在工作时通过改变电阻值来调节发送机的发射电流大小，所述接收线圈的接收端与信号放大器和接收机电性连接，所述数据处理器在工作时对发送机、接收机和地震检波头传输的数据信息进行处理。4.根据权利要求1所述的一种煤矿用地测防治水智能化监测系统，其特征在于：所述探...

【专利技术属性】
技术研发人员：王档良，王允卿，司湘，
申请(专利权)人：中矿中和智能地质工程江苏研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：