【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及深部矿井地温监测，特别是涉及一种金属矿深部地层温度场动态监测感知系统及方法。
技术介绍
1、随着浅地表矿产资源的渐趋衰减，进军深部矿产资源开发是未来矿山企业生存和发展的必然趋势。井下工作环境随着地层温度的不断升高而加剧恶化，高温、高湿的热害环境严重影响矿井作业人员身心健康，极易产生头昏、虚脱等不良反应，导致劳动生产率下降，生产事故发生率升高，给我国矿产安全开发带来了极大挑战，矿井热害问题已称为继顶板、瓦斯、火、粉尘、水五大灾害之后的又一大灾害。探明深部矿井开采过程中地层温度分布特征及其变化规律与影响因素，对指导深部地下工程热害防治具有重要意义。
2、目前，多数深部矿区采用红外测温仪、热电偶及人工定期巡检等方法对井下围岩、采场等区域的地层温度进行监测，存在易受井下复杂环境影响、测量范围小、效率低、故障率高、缺乏实时性、连续性等问题。因此，有必要设计一种在地面上通过井下环网系统便可对深部地层温度场进行实时、长期监测感知的技术，以解决上述技术问题。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种金属矿深部地层温度场动态监测感知系统及方法。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、一种金属矿深部地层温度场动态监测感知系统，包括：温度探头、信号传输线缆、定位连接杆、动态采集仪和光纤收发器；
4、所述定位连接杆设置在目标巷道的各个温度监测钻孔内；各个所述温度探头按照设定间隔设置在所述定位连接杆上；每
5、优选地，所述温度监测钻孔设置在沿所述目标巷道纵向设置的各个监测断面上；每个所述监测断面设置至少一个所述温度监测钻孔；所述温度监测钻孔在放置有所述定位连接杆后进行密封。
6、优选地，每个所述监测断面上均设置有3个所述温度监测钻孔，3个所述温度监测钻孔中的两个钻孔位于巷道两帮底板上方1m的位置，水平向下倾角5°，另一个钻孔位于巷道底板，水平向下倾角30°。
7、优选地，所述温度探头采用四线制铂热电阻、医用级316l不锈钢精密激光焊接探头。
8、优选地，所述温度探头通过绝缘胶带固定在所述定位连接杆上。
9、优选地，所述信号传输线缆设计有10种长度类型，分别为20m、18m、16m、14m、12m、10m、8m、6m、4m、2m，各所述长度类型的信号传输线缆上均设置有一个所述温度探头。
10、优选地，所述动态采集仪包括：以太网模块、存储模块、电源模块以及依次连接的信号调理模块、ad采集模块和arm接收处理模块；所述arm接收处理模块还分别与所述以太网模块、所述存储模块和所述电源模块连接。
11、优选地，所述光纤收发器包括光发射器、光接收器、光连接器和控制电路；所述控制电路分别与所述光发射器和所述光接收器连接；所述光发射器和所述光接收器通过光连接器与传输光纤连接。
12、一种金属矿深部地层温度场动态监测感知方法，其特征在于，应用于上述金属矿深部地层温度场动态监测感知系统，所述方法包括：
13、选择目标巷道；
14、在所述目标巷道的每个监测断面上打设温度监测钻孔；
15、将连接有信号传输线缆的温度探头每间隔预设距离布置在定位连接杆上；
16、将所述定位连接杆安装进所述温度监测钻孔内，接通动态采集仪电源并与计算机连接，设置温度采集频率，并初步检查温度数据传输情况；
17、正常工作后将所述温度监测钻孔充填水泥砂浆密封，将所述动态采集仪连接光纤收发器，将所述光纤收发器接入矿下环网交换机，通过网络光纤技术将地层温度场数据实时传输到地面；
18、在地面上通过计算机控制动态采集仪以实现对金属矿深部地层温度场的实时、长期动态监测感知。
19、优选地，在地面上通过计算机控制动态采集仪以实现对金属矿深部地层温度场的实时、长期动态监测感知，包括：
20、利用过计算机，根据动态采集仪采集的数据绘制深部地层温度场变化曲线，分析曲线的走势与峰值，得到金属矿深部地层温度场的变化规律与主要影响因素。
21、根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
22、本专利技术提供了一种金属矿深部地层温度场动态监测感知系统及方法，系统包括：温度探头、信号传输线缆、定位连接杆、动态采集仪和光纤收发器；所述定位连接杆设置在目标巷道的各个温度监测钻孔内；各个所述温度探头按照设定间隔设置在所述定位连接杆上；每个所述温度探头均与所述信号传输线缆的一端连接；所述信号传输线缆的另一端与所述动态采集仪连接；光纤收发器分别与所述动态采集仪和矿下环网交换机连接；所述光纤收发器用于将所述温度探头采集到的温度数据实时的传输至地面。本专利技术能够有效的实现深部地层高地温、高湿度、高盐腐蚀复杂条件下多断面、多测点、大范围工程区域的温度场动态监测，大幅提高采集频率和精度。
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1.一种金属矿深部地层温度场动态监测感知系统，其特征在于，包括：温度探头、信号传输线缆、定位连接杆、动态采集仪和光纤收发器；
2.根据权利要求1所述的金属矿深部地层温度场动态监测感知系统，其特征在于，所述温度监测钻孔设置在沿所述目标巷道纵向设置的各个监测断面上；每个所述监测断面设置至少一个所述温度监测钻孔；所述温度监测钻孔在放置有所述定位连接杆后进行密封。
3.根据权利要求2所述的金属矿深部地层温度场动态监测感知系统，其特征在于，每个所述监测断面上均设置有3个所述温度监测钻孔，3个所述温度监测钻孔中的两个钻孔位于巷道两帮底板上方1m的位置，水平向下倾角5°，另一个钻孔位于巷道底板，水平向下倾角30°。
4.根据权利要求1所述的金属矿深部地层温度场动态监测感知系统，其特征在于，所述温度探头采用四线制铂热电阻、医用级316L不锈钢精密激光焊接探头。
5.根据权利要求1所述的金属矿深部地层温度场动态监测感知系统，其特征在于，所述温度探头通过绝缘胶带固定在所述定位连接杆上。
6.根据权利要求1所述的金属矿深部地层温度场动态监测感
7.根据权利要求1所述的金属矿深部地层温度场动态监测感知系统，其特征在于，所述动态采集仪包括：以太网模块、存储模块、电源模块以及依次连接的信号调理模块、AD采集模块和ARM接收处理模块；所述ARM接收处理模块还分别与所述以太网模块、所述存储模块和所述电源模块连接。
8.根据权利要求1所述的金属矿深部地层温度场动态监测感知系统，其特征在于，所述光纤收发器包括光发射器、光接收器、光连接器和控制电路；所述控制电路分别与所述光发射器和所述光接收器连接；所述光发射器和所述光接收器通过光连接器与传输光纤连接。
9.一种金属矿深部地层温度场动态监测感知方法，其特征在于，应用于权利要求1至8中任一项所述的金属矿深部地层温度场动态监测感知系统，所述方法包括：
10.根据权利要求9所述的金属矿深部地层温度场动态监测感知方法，其特征在于，在地面上通过计算机控制动态采集仪以实现对金属矿深部地层温度场的实时、长期动态监测感知，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种金属矿深部地层温度场动态监测感知系统，其特征在于，包括：温度探头、信号传输线缆、定位连接杆、动态采集仪和光纤收发器；
2.根据权利要求1所述的金属矿深部地层温度场动态监测感知系统，其特征在于，所述温度监测钻孔设置在沿所述目标巷道纵向设置的各个监测断面上；每个所述监测断面设置至少一个所述温度监测钻孔；所述温度监测钻孔在放置有所述定位连接杆后进行密封。
3.根据权利要求2所述的金属矿深部地层温度场动态监测感知系统，其特征在于，每个所述监测断面上均设置有3个所述温度监测钻孔，3个所述温度监测钻孔中的两个钻孔位于巷道两帮底板上方1m的位置，水平向下倾角5°，另一个钻孔位于巷道底板，水平向下倾角30°。
4.根据权利要求1所述的金属矿深部地层温度场动态监测感知系统，其特征在于，所述温度探头采用四线制铂热电阻、医用级316l不锈钢精密激光焊接探头。
5.根据权利要求1所述的金属矿深部地层温度场动态监测感知系统，其特征在于，所述温度探头通过绝缘胶带固定在所述定位连接杆上。
6.根据权利要求1所述的金属矿深部地层温度场动态监测感知系统，其特征在于，所述信号传输线...
【专利技术属性】
技术研发人员：由爽，冯启星，向鹏，李天宇，纪洪广，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：
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