[实用新型]厚煤层综放开采工作面微震监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及应用于煤矿的微地震监测系统，具体为一种厚煤层综放开采工作面微震监测系统。

背景技术

我国厚煤层可采储量占全国总可采储量的45%左右，每年地下开采的厚煤层煤炭约占全国煤炭产量的40%～50%，因此，厚煤层开采实现安全、高效、高回收率对我国煤炭工业的发展具有重要影响。自20世纪80年代开始，中国对厚煤层机械化采煤方法进行大量的试验研究，逐步形成了中国厚煤层开采体系。我国厚煤层综合机械化开采方法主要是综放开采。综放开采是在特厚煤层中沿煤层底板布置长壁工作面，工作面上方留有顶煤，在工作面回采的同时，利用矿山压力的作用或辅以人工松动方法，使工作面支架上方的顶煤破碎，在工作面支架后方放落，由后部刮板输送机运出工作面。但现有的对于厚煤层的综放开采围岩运移规律的研究较为少见，监测装置和方法较少。

微地震监测技术的基本原理是：岩石在应力作用下发生破坏，并产生微震和声波。通过在采动区顶板和底板内布置多组检波器并实时采集微震数据，经过数据处理后，采用震动定位原理，可确定破裂发生的位置，并在三维空间上显示出来。与传统技术相比，微震定位监测具有远距离、动态、三维、实时监测的特点，还可以根据震源情况进一步分析破裂尺度和性质。它为研究覆岩空间破裂形态和采动应力场分布提供了新的手段。微地震技术在国外进行得较早，相对也比较成熟，并在不同领域取得了一系列开创性成果，甚至在有些领域，微地震技术成为不可或缺的核心手段。但是，用于解决井下煤矿实际问题的研究较少，缺乏针对厚煤层综放开采的微震监测装置。

发明内容

本实用新型为了解决缺乏针对厚煤层综放开采的微震监测装置的问题，提供了一种厚煤层综放开采工作面微震监测系统。

本实用新型是采用如下技术方案实现的：厚煤层综放开采工作面微震监测系统，包括地面监测主机，地面监测主机通过电缆连接到地面光电转换器，地面光电转换器连接到井下光电转换器，井下光电转换器连接到井下监测主机，井下监测主机连接有若干三分量检波器，三分量检波器布置在轨道顺槽内开有的安装孔的底端，具体为安装孔从轨道顺槽的角端通入顶板或底板内部，且安装孔与水平面成角度。工作时，本实用新型配合相应的监测软件一起使用。三分量检波器作为传感器获得一系列检测值，由电缆传输到井下监测主机，井下监测主机经光电转换为光信号传输到地面，再经过光电转换为电信号传入地面监测主机，然后进行汇总处理。

本实用新型的有益效果如下：利用合理布置连接的三分量检波器及其检测系统实现了对厚煤层综放开采的微震监测，掌握了综放面的岩层运动与矿山压力分布规律，指导了支架选型、煤柱留设、合理的瓦斯抽放区域设计，实现了厚煤层综放工作面的安全高效高回收率开采。本实用新型高效、实用、且应用范围广。

附图说明

图1为本实用新型的组成结构示意图；

图2为在顶板的三分量检波器的安装孔钻孔方位示意图；

图3为在底板的三分量检波器的安装孔钻孔方位示意图；

图4为具体安装时所有三分量检波器沿轨道顺槽的布置的示意图。

图中：1-地面监测主机，2-地面光电转换器，3-井下光电转换器，4-井下监测主机，5-三分量检波器，6-运输顺槽，7-轨道顺槽，8-安装孔。

具体实施方式

厚煤层综放开采工作面微震监测系统，包括地面监测主机1，地面监测主机1通过电缆连接到地面光电转换器2，地面光电转换器2连接到井下光电转换器3，井下光电转换器3连接到井下监测主机4，井下监测主机4连接有若干三分量检波器5，三分量检波器5布置在轨道顺槽7内开有的安装孔8的底端，具体为安装孔8从轨道顺槽7的角端通入顶板或底板内部，且安装孔8与水平面成角度。

具体实施过程中，三分量检波器5以及对应的安装孔8的数量为20个，轨道顺槽7上方左侧的顶板内部的分别开有深度为60m和40m的安装孔8，深度为60m和40m的安装孔8沿轨道顺槽7延伸方向的布置方式为，第一个安装孔8为40m的安装孔8且距掘进面180m，第二个安装孔8为60m的安装孔8且距第一个安装孔830米，两个一组，依次循环类推，各个安装孔8与顶板夹角为60度；轨道顺槽7右侧上方顶板内部分别开有深度为60m和40m的与水平面夹角为偏上60度的安装孔8，轨道顺槽7右侧下方底板内部开有与底板的夹角为偏下45度、深度为15m的安装孔8，且深度为60m、40m和15m的安装孔（8）沿轨道顺槽7延伸方向的布置方式为第一个安装孔8为60m的安装孔8且距掘进面150m，第二个安装孔8为15m的安装孔8且距第一个安装孔8为30m，第三个安装孔8为40m的安装孔8且距第二个安装孔8为30m，第四个安装孔8为15m的安装孔8且距第三个安装孔8为30m，四个一组，依次循环类推。