[发明专利]矿井顶板突水的电磁辐射监测预警方法

摘要

一种矿井顶板突水的电磁辐射监测预警方法，属于煤矿井下水害监测预警方法。在选定的测试点将电磁辐射接收天线的有效接收方向朝向顶板待监测区域，采集电磁辐射信号7天，计算电磁辐射强度与脉冲数变化范围与变化率作为标准临界值；继续监测电磁辐射信号，根据监测区域顶板电磁辐射强度值与脉冲数的大小及变化率，制定顶板突水的判定条件，判断该区域顶板是否有突水危险，从而决定是否进行突水灾害预警。其方法操作简单，测试费用低，高效、便捷。

主权项

一种矿井顶板突水的电磁辐射监测预警方法，其特征在于：使用相互连接的电磁辐射仪（6）和微机（9），电磁辐射仪（6）通过绝缘支架（5）固定在待测巷道顶板（1）上，电磁辐射仪（6）上设有接收天线（8），监测预警步骤如下：a. 在工作面选择顶板待检测区域，选定测试点，所述顶板待检测区域为以电磁辐射仪（6）的接收天线（8）为中心的球冠状监测范围；所述的测试点位于顶板待检测区域中心处，误差不大于1m范围；b. 在顶板待检测区域中的顶板（1）下方测试点处的巷道（3）中利用绝缘支架（5）安装电磁辐射仪（6），调节绝缘支架（5）的高度使电磁辐射仪（6）和其接收天线（8）距离上方顶板不超过0.5m，接收天线（8）有效接收方向指向顶板（1）；c. 启动电磁辐射仪（6），电磁辐射仪（6）通过接收天线（8）采集巷道（3）中球冠状监测范围位于顶板（1）中检测区域（7）的电磁辐射信号，包括电磁辐射强度和脉冲数，并将采集信号保存，在不发生突水的情况下，连续采集检测区域（7）的电磁辐射信号七天时间；d. 电磁辐射仪（6）将七天采集到的电磁辐射数据通过网络发送给微机（9），微机（9）将接收到的电磁辐射数据以1小时为单位，计算监测期间检测区域（7）的电磁辐射强度E平均值和脉冲数N平均值，并得到电磁辐射强度E与脉冲数N正常变化范围(最小电磁辐射强度Emin，最大电磁辐射强度Emax)与(最小脉冲数Nmin，最大脉冲数Nmax)，其中Emin>0，Nmin>0，同时计算得到电磁辐射强度变化率P与脉冲数变化率Q的范围(最小电磁辐射强度变化率Pmin，最大电磁辐射强度变化率Pmax)与(最小脉冲数变化率Qmin，最大脉冲数变化率Qmax)，其中Pmin<0，Qmin<0；定义不发生突水情况时顶板待检测区域的电磁辐射强度基准值Eb=0.5Emin，脉冲数基准值Nb=0.5Nmin，电磁辐射强度变化率基准值为Pb=2Pmin，脉冲数变化率基准值Qb=2Qmin；e. 将定义不发生突水情况时的电磁辐射强度基准值Eb、脉冲数基准值Nb、电磁辐射强度变化率基准值为Pb和脉冲数变化率基准值Qb的数值输入微机（9）作为判别参数，在巷道（3）中需要检测预警的区域的顶板（1）上均利用绝缘支架（5）布置电磁辐射仪（6），通过网线将所有的电磁辐射仪（6）与微机（9）相连，通过微机（9）给每个电磁辐射仪（6）分配编号，开启所有电磁辐射仪（6）进行连续监测工作；f. 每一个电磁辐射仪（6）均通过接收天线（8）连续监测对应的工作面顶板（1）检测区域（7）的电磁辐射强度E和脉冲数N，并将监测到的数据打上微机（9）分配的编号分别发送给微机（9），微机（9）将接收到的数据按照电磁辐射仪（6）的编号分类，分别计算同一编号电磁辐射仪（6）每小时中电磁辐射强度E、脉冲数N、电磁辐射强度变化率P和脉冲数变化率Q的平均值，将计算出的平均值与作为判别参数的相对应基准值进行比较；g. 当电磁辐射强度E、脉冲数N、电磁辐射强度变化率P和脉冲数变化率Q四个判据参数均高于基准值时，则微机（9）判断电磁辐射仪（6）检测的检测区域（7）内不存在突水危险，微机（9）存储电磁辐射仪（6）发送的数据后继续下一个电磁辐射仪（6）的数据的对比；当电磁辐射强度E、脉冲数N、电磁辐射强度变化率P和脉冲数变化率Q四个判据参数有任何一个传输低于作为判别参数的基准值时，则微机（9）判断对应电磁辐射仪（6）的检测区域（7）内有突水危险，微机（9）发出警报，并显示出发现突水危险的电磁辐射仪（6）编号。