[实用新型]在浅层地表实现采矿爆破点实时定位的系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种在浅层地表实现采矿爆破点实时定位的系统。

背景技术

对地下矿山超层越界的开采行为监管一直是困扰矿山监管部门的难题，传统的监管均采用人工或接触式技术手段(如视频监控、人员定位)，人为干扰因素大，不能从根本上解决这种违法开采行为。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种实现方便、精度度高的在浅层地表实现采矿爆破点实时定位的系统。

本实用新型在浅层地表实现采矿爆破点实时定位的系统，包括：

采集矿山开采爆破时产生的爆破信号的震波拾取装置，所述震波拾取装置包括布设于地表浅层的若干三轴加速度传感器；

与所述震波拾取装置连接，对爆破信号进行非平衡二次滤波、波形沿分析及波至时刻完整提取，并将爆破信号中的爆破能量、方向、波至时刻心系输出至定位主机的检测分站，所述检测分站包括与各三轴加速度传感器一一对应的震波检测板；

还包括对爆破信号中的能量、方向、波至时刻信息进行计算分析，采用方向定位排除特异性振动信号，通过时差定位对真实爆破点进行定位，通过波速自动寻优算法进行波速计算，通过底层硬件算法求解，得出爆破点的三维空间坐标的定位主机；

与定位主机通过无线数据传输模式连接，获取爆破点位置的远程GIS服务器。

进一步地，还包括与所述远程服务器通过有线或无线方式连接的超层越界实时预警终端，所述超层越界实时预警终端包括后台二维显示、三维仿真定位预警发布平台及相应服务、监测大屏，服务器接收GPRS传送的三维地理信息数据，收立体地理坐标数据，通过三维仿真系统在监测大屏显示爆破仿真信息或爆破点，并实时计算离边界距离，并对越层越界信息进行实时预警，并通过移动终端及时进行通知、处理。

进一步地，所述震波拾取装置包括5至6个高精度三轴加速度传感器，所述高精度三轴加速度传感器与过滤了近距离干扰波，放大远距离爆破地震波的前端滤波器相连，所述前端滤波器中集成了使信号可以通过电缆传送1000m以上的驱动电缆回路。

进一步地，在20至100米的浅层地表布设震波拾取装置；定位主机与远程GIS服务器之间通过GPRS通信。

进一步地，观测井管壁上设有方式口，将三轴加速度传感器通过螺钉及外敷铁丝的方式固定潜层观测井的方式口内，通过反注将的方式向井内灌注水泥，对三轴加速度传感器进行固定。

进一步地，三轴传感器的布设方式为：针对于不同矿区独特地质环境的构造条件进行分析，采用MATLAB软件对震波传播特性进行仿真，针对信号特性进行传感器的布局。

有益效果

本实用新型在浅层地表实现采矿爆破点实时定位的系统与现有技术具备如下有益效果：

本实用新型对于采用爆破手段的地下采掘行为，在矿区开采发生爆破时，会产生微弱的爆破地震波向周围传播，利用在空间不同位置放置的震波拾取装置，在20-100米的浅层地表布设5-6颗三轴加速度传感器，实现对地下开采的矿山爆破点实现精确定位的方法及对超层越界开采进行实时预警，实现对采矿爆破点的精确定位，是一种非接触、感应式的定位方法，可连续记录采掘数据，完整掌握了采矿权人地下采掘活动，明确责任认定，实现了采掘活动的无人值守式监测预警，是预防超层越界等非法采矿行为的最有效手段。

附图说明

图1是本实用新型在浅层地表实现采矿爆破点实时定位的系统的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

对于采用爆破手段的地下采掘行为，在矿区开采发生爆破时，会产生微弱的爆破地震波向周围传播，利用在空间不同位置放置的震波拾取装置，可以记录这些爆破产生的微地震波的到达时间、传播方向、能量等信息，根据各个传感器采集点爆破信号沿的时间差、波速及传感器间距、震源方向等参数，按照非平衡滤波算法、时差与方向结合的定位的算法，确定矿山开采爆破点的位置。此方法在对特定矿区爆破源介质、传播特性、波形综合分析的基础上，得出科学合理的参数与计算模型，通过傅里叶变换和小波分析法对波形进行频谱分析，建立针对性的爆破监测定位模型，采用最小二乘和牛顿迭代相结合的时差定位方法确定爆破位置，进而得出爆破点与特定采集点的距离(即标注立体坐标的点)，然后通过空间几何计算方法(坐标变换)计算出爆破点的空间坐标，并进行三维动态仿真，根据地理信息系统的空间数据，对是否超层越界进行判断。