專利名稱：一種露天礦山多層采空區(qū)穩(wěn)定性監(jiān)測預(yù)警裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種露天礦山多層采空區(qū)穩(wěn)定性監(jiān)測預(yù)警裝置技術(shù)領(lǐng)域：
[0001 ] 本實用新型涉及一種礦山多層采空區(qū)監(jiān)測預(yù)警裝置，尤其是涉及一種露天礦山多 層采空區(qū)穩(wěn)定性監(jiān)測預(yù)警裝置。背景技術(shù)：
公知的，在礦石開采中，對于采空區(qū)的變動、預(yù)警非常重要，以我們洛陽欒川鉬業(yè) 集團股份有限公司為例洛陽欒川鉬業(yè)集團股份有限公司礦山公司是從事鉬鎢露天開采 的現(xiàn)代化大型礦山企業(yè)，現(xiàn)生產(chǎn)能力為30000t/d。在所轄范圍2005年調(diào)查采空區(qū)總?cè)莘e 1817. 2萬m3，采空區(qū)主要分布在1160-136 !之間，隨著生產(chǎn)發(fā)展，越來越多的生產(chǎn)臺階臨 近采空區(qū)，且采空區(qū)多年來受自重、風(fēng)化與爆破振動等作用，巖層穩(wěn)固性下降，隨著露天礦 臨近采空區(qū)，礦區(qū)內(nèi)的地壓活動更加劇烈與頻繁，露天坑底開裂、變形與坍塌隨時可能發(fā) 生，它們對露天礦安全生產(chǎn)系統(tǒng)構(gòu)成嚴重威脅和影響，在本單位三道莊露天礦的正常生產(chǎn) 以及安全開采便出現(xiàn)了重大隱患。在以前本公司采用的是武漢安全環(huán)保院開發(fā)的YSSC巖體聲發(fā)射監(jiān)測儀；YSSC巖 體聲發(fā)射監(jiān)測儀投入使用后為公司安全生產(chǎn)提供了依據(jù)，成功預(yù)測到一些采空區(qū)頂板塌陷 事故，避免了人員傷亡事故和減少了財產(chǎn)損失。但是由于該儀器需要人工現(xiàn)場監(jiān)聽，所以不 可能進行連續(xù)監(jiān)測，從而容易漏掉危險地區(qū)和危險時段，存在一定的盲目性。而且人員進入 現(xiàn)場危險區(qū)域，安全上也不好保證。
發(fā)明內(nèi)容為了實現(xiàn)所述發(fā)明目的，本實用新型公開了一種露天礦山多層采空區(qū)穩(wěn)定性監(jiān)測 預(yù)警裝置，所述露天礦山多層采空區(qū)穩(wěn)定性監(jiān)測預(yù)警裝置利用低頻波在巖體中衰減相對較 小、傳播距離遠的特性，通過低頻的高靈敏度傳感器及相應(yīng)的信號采集、傳輸、轉(zhuǎn)換、發(fā)射與 接收技術(shù)，提高儀器的信號接收能力，擴大有效監(jiān)測區(qū)域，使空區(qū)周邊較遠或較破碎區(qū)域的 聲發(fā)射活動都得到有效監(jiān)測，控制管理軟件配置工業(yè)計算機，實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的自動接收、異 常數(shù)據(jù)預(yù)警、數(shù)據(jù)處理分析、結(jié)果輸出、數(shù)據(jù)維護管理，形成多通道高靈敏度的監(jiān)測系統(tǒng)。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案一種露天礦山多層采空區(qū)穩(wěn)定性監(jiān)測預(yù)警裝置，包括用于采集、發(fā)送信號的信號 采集系統(tǒng)；用于接收、轉(zhuǎn)換、分析信號的處理系統(tǒng)；所述用于采集、發(fā)送信號的信號采集系 統(tǒng)包括傳感探頭、數(shù)據(jù)線、蓄電池數(shù)據(jù)采集儀、信號發(fā)射單元，所述蓄電池數(shù)據(jù)采集儀為蓄 電池自供電式數(shù)據(jù)采集儀，所述數(shù)據(jù)采集儀通過數(shù)據(jù)線連接傳感探頭，在數(shù)據(jù)采集儀上設(shè) 有信號發(fā)射單元形成完整的采集、發(fā)送信號的信號采集系統(tǒng)；所述用于接收、轉(zhuǎn)換、分析信 號的處理系統(tǒng)包括信號接收單元、信號轉(zhuǎn)換儀和計算機數(shù)據(jù)庫，所述信號接收單元設(shè)置在 信號轉(zhuǎn)換儀上，信號轉(zhuǎn)換儀聯(lián)通計算機數(shù)據(jù)庫形成完整的接收、轉(zhuǎn)換、分析信號的處理系 統(tǒng)。所述的露天礦山多層采空區(qū)穩(wěn)定性監(jiān)測預(yù)警裝置，所述傳感探頭為埋入式防水型低頻傳感探頭。所述的露天礦山多層采空區(qū)穩(wěn)定性監(jiān)測預(yù)警裝置，在埋入式防水型低頻傳感探頭 的下部設(shè)有前置放大器。由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型具有如下有益效果本實用新型所述的露天礦山多層采空區(qū)穩(wěn)定性監(jiān)測預(yù)警裝置，是對現(xiàn)有的傳感探 頭及其接收、處理方式進行改進，擴大監(jiān)測范圍，實現(xiàn)監(jiān)測半徑30-50米；根據(jù)低頻特點，進 行前置放大、采集、傳輸，在數(shù)據(jù)采集儀設(shè)置了 12v鉛蓄電電池，可穩(wěn)定供電5-7天，無線發(fā) 射距離1. 0-1. 5km ；采用系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計和阻抗匹配技術(shù)解決系統(tǒng)抗干擾問題；多通道智能 控制及通道可擴展性；編制相應(yīng)單片機控制軟件，并與現(xiàn)有無線監(jiān)測系統(tǒng)控制軟件，實現(xiàn)數(shù) 據(jù)實時自動監(jiān)測、處理、海量數(shù)據(jù)保存。本實用新型投入使用后，可以對采空區(qū)進行連續(xù)監(jiān)測，對空區(qū)的穩(wěn)定性提供可靠 判斷，為空區(qū)處理提供安全預(yù)警，為空區(qū)處理后的安全生產(chǎn)提供指導(dǎo)。
圖1是本實用新型的示意圖；圖中1、空區(qū)；2、傳感探頭；3、檢測半徑；4、蓄電池數(shù)據(jù)采集儀；5、信號發(fā)射單元； 6、信號轉(zhuǎn)換儀；7、信號接收單元；8、計算機數(shù)據(jù)庫；9、地表；10、數(shù)據(jù)線。
具體實施方式
通過下面的實施例可以更詳細的解釋本實用新型，本實用新型并不局限于下面的 實施例，公開本實用新型的目的旨在保護本實用新型范圍內(nèi)的一切變化和改進；結(jié)合附圖1中所述的露天礦山多層采空區(qū)穩(wěn)定性監(jiān)測預(yù)警裝置，包括用于采集、 發(fā)送信號的信號采集系統(tǒng)；用于接收、轉(zhuǎn)換、分析信號的處理系統(tǒng)；所述用于采集、發(fā)送信 號的信號采集系統(tǒng)包括傳感探頭2、數(shù)據(jù)線10、蓄電池數(shù)據(jù)采集儀4、信號發(fā)射單元5，所述 蓄電池數(shù)據(jù)采集儀4為蓄電池自供電式數(shù)據(jù)采集儀，所述數(shù)據(jù)采集儀通過數(shù)據(jù)線10連接 傳感探頭2，在數(shù)據(jù)采集儀上設(shè)有信號發(fā)射單元5形成完整的采集、發(fā)送信號的信號采集系 統(tǒng)；所述用于接收、轉(zhuǎn)換、分析信號的處理系統(tǒng)包括信號接收單元7、信號轉(zhuǎn)換儀6和計算機 數(shù)據(jù)庫8，所述信號接收單元7設(shè)置在信號轉(zhuǎn)換儀6上，信號轉(zhuǎn)換儀6聯(lián)通計算機數(shù)據(jù)庫8 形成完整的接收、轉(zhuǎn)換、分析信號的處理系統(tǒng)；所述傳感探頭2為埋入式防水型低頻傳感探 頭2 ；在埋入式防水型低頻傳感探頭2的下部設(shè)有前置放大器。實施本實用新型所述的露天礦山多層采空區(qū)穩(wěn)定性監(jiān)測預(yù)警裝置，結(jié)合附圖1中 在露天礦區(qū)域，根據(jù)原有的采礦資料，在空區(qū)1危險地段按40X40布設(shè)D140mm探測孔，將傳 感探頭2埋入孔內(nèi)，用水泥密封，使其與周圍孔壁或地表9融為一體。這樣傳感探頭2就可 以收集周圍檢測半徑3的30-50米范圍巖石破壞聲波，并以電信號的形式通過電纜數(shù)據(jù)線 10傳輸?shù)降乇?蓄電池數(shù)據(jù)采集儀4中，蓄電池數(shù)據(jù)采集儀4和信號發(fā)射單元5將信號以 無線電的方式向外發(fā)射，發(fā)射半徑1. 0-1. 5km。監(jiān)控室的信號接收單元7將信號接收通過信 號轉(zhuǎn)換儀6以數(shù)字信號的形式輸入計算機數(shù)據(jù)庫8，分析軟件對數(shù)據(jù)進行處理并直觀的反 映出來，并進行數(shù)據(jù)存儲。每個監(jiān)聽孔的位置、電壓、溫度、地壓活動的能率、總事件、大事件，每分鐘接收數(shù)據(jù)的個數(shù)，異常數(shù)據(jù)預(yù)警，是否正常接收信號都能在軟件上顯示出來。本實用新型投入使用后，監(jiān)測人員只需到現(xiàn)場進行前期的安裝工作和以后的更換 電源、拆卸工作，這也在很大程度上保證了現(xiàn)場技術(shù)人員自身的安全，降低了勞動強度、提 高監(jiān)測頻率，實現(xiàn)全天M小時不間斷連續(xù)監(jiān)測，全面系統(tǒng)掌握地壓活動情況、可以同時監(jiān) 測20-25個監(jiān)測點，數(shù)據(jù)可以直接存儲，便于分析管理。本實用新型未詳述部分為現(xiàn)有技術(shù)。
權(quán)利要求1.一種露天礦山多層采空區(qū)穩(wěn)定性監(jiān)測預(yù)警裝置，包括用于采集、發(fā)送信號的信號采 集系統(tǒng)；用于接收、轉(zhuǎn)換、分析信號的處理系統(tǒng)，其特征是所述用于采集、發(fā)送信號的信號 采集系統(tǒng)包括傳感探頭O)、數(shù)據(jù)線(10)、蓄電池數(shù)據(jù)采集儀G)、信號發(fā)射單元(5)，所述 蓄電池數(shù)據(jù)采集儀(4)為蓄電池自供電式數(shù)據(jù)采集儀，所述數(shù)據(jù)采集儀通過數(shù)據(jù)線(10)連 接傳感探頭O)，在數(shù)據(jù)采集儀上設(shè)有信號發(fā)射單元( 形成完整的采集、發(fā)送信號的信號 采集系統(tǒng)；所述用于接收、轉(zhuǎn)換、分析信號的處理系統(tǒng)包括信號接收單元(7)、信號轉(zhuǎn)換儀 (6)和計算機數(shù)據(jù)庫(8)，所述信號接收單元(7)設(shè)置在信號轉(zhuǎn)換儀(6)上，信號轉(zhuǎn)換儀(6) 聯(lián)通計算機數(shù)據(jù)庫(8)形成完整的接收、轉(zhuǎn)換、分析信號的處理系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的露天礦山多層采空區(qū)穩(wěn)定性監(jiān)測預(yù)警裝置，其特征是所述 傳感探頭( 為埋入式防水型低頻傳感探頭(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的露天礦山多層采空區(qū)穩(wěn)定性監(jiān)測預(yù)警裝置，其特征是在埋 入式防水型低頻傳感探頭O)的下部設(shè)有前置放大器。
專利摘要本實用新型涉及一種礦山多層采空區(qū)監(jiān)測預(yù)警裝置，尤其是涉及一種露天礦山多層采空區(qū)穩(wěn)定性監(jiān)測預(yù)警裝置，所述蓄電池數(shù)據(jù)采集儀(4)為蓄電池自供電式數(shù)據(jù)采集儀，所述數(shù)據(jù)采集儀通過數(shù)據(jù)線(10)連接傳感探頭(2)，在數(shù)據(jù)采集儀上設(shè)有信號發(fā)射單元(5)，所述信號接收單元(7)設(shè)置在信號轉(zhuǎn)換儀(6)上，信號轉(zhuǎn)換儀(6)聯(lián)通計算機數(shù)據(jù)庫(8)；本實用新型利用低頻波在巖體中衰減相對較小、傳播距離遠的特性，通過低頻的高靈敏度傳感器及相應(yīng)的信號采集、傳輸、轉(zhuǎn)換、發(fā)射與接收技術(shù)，提高儀器的信號接收能力，擴大有效監(jiān)測區(qū)域，使空區(qū)周邊較遠或較破碎區(qū)域的聲發(fā)射活動都得到有效監(jiān)測。
文檔編號E21F17/18GK201826896SQ20102055483
公開日2011年5月11日 申請日期2010年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者張承濤, 張金柱, 汪曉霖, 王春毅, 謝九敬, 郭新禮 申請人:洛陽欒川鉬業(yè)集團股份有限公司