[实用新型]冲击地压多参量过程监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种灾害监测系统，特别是冲击地压多参量过程监测系统。

背景技术

冲击地压灾害现象是在煤矿开采过程中发生的重大动力灾害事故。近几十年来，国内外专家学者通过对冲击地压发生机理的深入研究取得了积极的成果，对于减少冲击地压灾害造成的人员伤亡和经济损失作出了许多积极的贡献，这主要体现在国内外专家学者基于各自研究成果提出了诸多冲击地压预测预报方法。

这些预测预报方法主要有：微震和地音(声发射)法，钻屑法和电磁辐射法等。但上述冲击地压预测预报方法实际都是基于煤岩体能量变化进行的，虽然冲击地压发生往往是积聚在煤岩体内能量爆发的结果，但实际上，煤岩体内能量爆发前需要一个积聚过程，这个过程同时也是煤岩体应力位移发生变化的过程，而在接近能量爆发前，应力位移变化频率和幅度将明显增加，相比于能量变化监测，应力位移变化监测更直观，更快捷，因此，为达到更为理想的预测预报效果，应该对冲击地压发生前的煤岩体应力位移变化进行实时监测。

目前，监测煤岩体应力位移的方法及系统都集中于常规监测，主要是为预测预报顶板来压和监测液压支架工作状态，监测周期最小为30秒，而冲击地压发生过程只有几秒至几十秒，因此，冲击地压发生前应力位移发生明显变化的周期都应在毫秒级，上述监测方法采用的监测频率无法满足冲击地压预报的要求。而且，预报冲击地压发生与常规监测区别还在于，冲击地压发生区域处于局部，在局部区域需要密集连续监测，而在其他区域完全不需要监测，但目前应力位移监测方法都是针对较大范围的监测，监测点布设范围大，在局部密度反而小，因此造成监测成本很高，且费时费力，但效果欠佳，不适用于冲击地压发生的监测；同时此种方法由于均采用工业总线连接众多的传感元件、传输分站和总站等，移动十分不便，不利于随时调整布设结构。

综上所述，现有技术中尚没有一种通过实时监测煤岩体应力位移变化实现快速、准确且低成本的预测预报冲击地压发生的监测系统。

实用新型内容

为解决现有技术中耗时耗力、成本高、效果差的技术问题，本实用新型提供了一种成本低、布局灵活准确、效果好的冲击地压灾害监测系统。

本实用新型采用的技术方案如下：

冲击地压多参量过程监测系统，包括两个以上传感元件，两台以上数据通信基站，交换设备和分析处理单元，所述传感元件用于采集、存储、传输煤岩体及支护设备应力位移数据；所述数据通信基站用于接收、传输所述传感元件和所述邻近数据通信基站传输的数据；所述交换设备用于接收、传输所述数据通信基站传输的数据；所述分析处理单元用于接收所述交换设备传输的数据，并对所接收的数据进行存储和分析，根据与预设的危险指标值对比，实现对冲击地压发生的预警；所述传感元件通过有线方式连接到一个所述数据通信基站上，所述数据通信基站与邻近的所述数据通信基站无线连接，同时与所述交换设备无线连接，所述交换设备通过光纤与所述分析处理单元连接。

上述监测系统中，所述传感元件为应力传感器或位移传感器。

上述监测系统中，所述应力传感器包括锚杆应力传感器、锚索应力传感器和钻孔应力计中的一种或多种。

上述监测系统中，所述位移传感器包括顶板离层仪、围岩移动传感器和底板位移计中的一种或多种。

上述监测系统中，所述传感元件和相连的所述数据通信基站之间采用多芯电缆连接。

上述监测系统中，所述传感元件和相连的所述数据通信基站共用一个隔爆电源。

上述监测系统中，所述分析处理单元包括地面数据服务器和监控计算机。

上述监测系统还包括中继数据通信基站，所述中继数据通信基站与邻近的所述数据通信基站或所述中继数据通信基站无线连接，同时与所述交换设备无线连接。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

①本实用新型提供的冲击地压灾害监测系统，由于采用数据通信基站之间及与交换设备之间采用无线传输方式传输数据，而交换设备与分析处理单元使用光纤连接，因此，本系统在保证传输效率的情况下，还具有更好的灵活性，可以随时根据监测目的，调整本系统布局；同时还能在传感元件采集数据大幅增加的情况下，保证数据快速有效的传输给地面分析处理单元。

②本实用新型提供的冲击地压灾害监测系统，可以同时连接锚杆应力传感器、锚索应力传感器、钻孔应力计、顶板离层仪、围岩移动传感器和底板位移计等六种传感元件，因此能够更全面的监测冲击地压发生前煤岩体应力位移的变化，预警效果更好。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中