專利名稱：煤礦微震實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于煤礦安全監(jiān)測(cè)設(shè)備，特別涉及一種煤礦微震實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
礦震是采礦誘發(fā)的礦井地震，是礦井的一大自然災(zāi)害，礦震發(fā)生時(shí)，圍巖迅速釋放能量，煤巖被瞬間突然破壞，可形成強(qiáng)大的沖擊氣流，造成冒頂片幫，支架折斷，巷道堵塞，地面震動(dòng)，房屋損壞和人身傷亡等災(zāi)害。目前國內(nèi)外都在研究預(yù)測(cè)和控制礦震的技術(shù)，雖然對(duì)礦震機(jī)理有所了解并具有了一些預(yù)防措施，但一直沒有得到很好的解決。目前多數(shù)研究都是針對(duì)礦震的某一個(gè)現(xiàn)象進(jìn)行專門研究。我國礦井大多建于五六十年代，目前這些礦井即將進(jìn)入深部開采，礦震災(zāi)害將變得越來越嚴(yán)重，并且煤礦礦震的發(fā)生將出現(xiàn)進(jìn)一步上升趨勢(shì)，如京煤集團(tuán)有限責(zé)任公司 木城澗煤礦大臺(tái)井，從1961年以來已發(fā)生破壞性沖擊地壓事故十余次，嚴(yán)重影響了煤礦安全生產(chǎn)。對(duì)礦震災(zāi)害尤其是煤礦微震的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備，目前達(dá)不到監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)在傳輸故障時(shí)候自動(dòng)記錄存儲(chǔ)和對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制并實(shí)時(shí)發(fā)送，達(dá)不到靈活、可靠的監(jiān)測(cè)，避免事故發(fā)生的目的，有的監(jiān)測(cè)設(shè)備需要投資很大。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述技術(shù)不足，提供一種靈活可靠、投資小，可準(zhǔn)確實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)的煤礦微震實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。本實(shí)用新型解決技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是煤礦微震實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括中心控制機(jī)、授時(shí)系統(tǒng)、地面交換機(jī)、參數(shù)數(shù)據(jù)庫、工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)、井下交換機(jī)、井下監(jiān)測(cè)主機(jī)、接線盒、加速度傳感器、井下電源、信號(hào)線、傳感器供電線；其特點(diǎn)是它們的連接關(guān)系如下工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)連接地面上方的地面交換機(jī)和井下的交換機(jī)，地面交換機(jī)分別連接授時(shí)系統(tǒng)、中心測(cè)控機(jī)和參數(shù)數(shù)據(jù)庫，井下交換機(jī)連接四個(gè)井下監(jiān)測(cè)主機(jī)，每個(gè)井下監(jiān)測(cè)主機(jī)均用信號(hào)線連接四個(gè)接線盒，其中一個(gè)接線盒用傳感器供電線連接井下電源，每個(gè)接線盒上均連接一個(gè)加速度傳感器；井下監(jiān)測(cè)主機(jī)由下列終端硬件組成=Intel PXA270控制器、閃存或非易失性存儲(chǔ)器、系統(tǒng)復(fù)位與看門狗電路、顯示電路、網(wǎng)絡(luò)接口電路、高精度授時(shí)單元電路、監(jiān)測(cè)信號(hào)輸入電路、CPLD或FPGA協(xié)處理器、程控放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、高速數(shù)據(jù)采集緩沖系統(tǒng)；它們的連接關(guān)系是Intel PXA270控制器分別與閃存或非易失性存儲(chǔ)器、系統(tǒng)復(fù)位與看門狗電路、顯示電路、網(wǎng)絡(luò)接口電路、高精度授時(shí)單元電路、CPLD或FPGA協(xié)處理器雙向連接，并向CPLD或FPGA協(xié)處理器輸入控制信號(hào)，監(jiān)測(cè)信號(hào)輸入電路向程控放大電路單向輸入三項(xiàng)控制信號(hào)，程控放大電路單向輸入連接A/D轉(zhuǎn)換電路，A/D轉(zhuǎn)換電路單向輸入連接高速數(shù)據(jù)采集緩沖系統(tǒng)，CPLD或FPGA協(xié)處理器與高速數(shù)據(jù)采集緩沖系統(tǒng)雙向連接，并向高速數(shù)據(jù)采集緩沖系統(tǒng)單向輸入控制信號(hào)，高速數(shù)據(jù)采集緩沖系統(tǒng)單向輸入連接Intel PXA270控制器并單向輸入中斷請(qǐng)求信號(hào)。本實(shí)用新型的有益效果是煤礦微震實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)煤礦微震的信號(hào)可做到智能識(shí)別和提取，監(jiān)測(cè)信號(hào)高速實(shí)時(shí)采集、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)在傳輸故障時(shí)自動(dòng)記錄存儲(chǔ)，并可以遠(yuǎn)程發(fā)送，終端設(shè)備可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，具有靈活、可靠，監(jiān)測(cè)效果好，投資小的特點(diǎn)，對(duì)煤礦的安全生產(chǎn)提供安全可靠的數(shù)據(jù)，減少煤礦微震帶來的損失。
以下結(jié)合附圖以實(shí)施例具體說明。圖I是煤礦微震實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)連接關(guān)系圖。圖2是煤礦微震實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的定位終端硬件組成框圖。圖中，I-中心測(cè)控機(jī)；2_授時(shí)系統(tǒng)；3_井下監(jiān)測(cè)主機(jī)；4_地面交換機(jī)；4-1_井下交換機(jī)；5_接線盒；6_加速度傳感器；7_井下電源；8_信號(hào)線；9_傳感器供電線；10_參數(shù)數(shù)據(jù)庫；11_工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)；12_控制器；13-閃存或非易失性存儲(chǔ)器；14-系統(tǒng)復(fù)位與看門狗 電路；15_顯示電路；16_網(wǎng)絡(luò)接口電路；17_高精度授時(shí)單元電路；18_監(jiān)測(cè)信號(hào)輸入電路；19-協(xié)處理器；20_程控放大電路；21-A/D轉(zhuǎn)換電路；22_高速數(shù)據(jù)采集緩沖系統(tǒng)。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例，參照附

圖1，煤礦微震實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由地面上和井下設(shè)置的工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)11在地面上面連接地面交換機(jī)4，在井下連接井下交換機(jī)4-1。地面交換機(jī)4連接中心測(cè)控機(jī)I、授時(shí)系統(tǒng)和參數(shù)數(shù)據(jù)庫10。井下交換機(jī)4-1連接四個(gè)相同的井下監(jiān)控主機(jī)3，四個(gè)井下監(jiān)控主機(jī)3分別用信號(hào)線8連接接線盒5，每個(gè)接線盒5分別連接加速度傳感器6，其中一個(gè)接線盒5用傳感器供電線9連接井下電源7。參照附圖2，井下監(jiān)測(cè)主機(jī)由下列終端硬件組成=Intel PXA270控制器12，閃存或非易失性存儲(chǔ)器13、系統(tǒng)復(fù)位與看門狗電路14、顯示電路15、網(wǎng)絡(luò)接口電路16、高精度授時(shí)單元電路17、監(jiān)測(cè)信號(hào)輸入電路18、CPLD或FPGA協(xié)處理器19、程控放大電路20、A/D轉(zhuǎn)換電路21、高速數(shù)據(jù)采集緩沖系統(tǒng)22。它們的連接關(guān)系如下Intel PXA270控制器12分別與閃存或非易失性存儲(chǔ)器13、系統(tǒng)復(fù)位與看門狗電路14、顯示電路15、網(wǎng)絡(luò)接口電路16、高精度授時(shí)單元電路17和CPLD或FPGA協(xié)處理器19雙向連接，并向CPLA或FPGA協(xié)處理器19單向輸出控制信號(hào)，CPLD或FPGA協(xié)處理器19與高速數(shù)據(jù)采集緩沖系統(tǒng)22雙向連接，并向A/D轉(zhuǎn)換電路21和高速數(shù)據(jù)采集緩沖系統(tǒng)22單向輸出控制信號(hào)，監(jiān)測(cè)信號(hào)輸入電路18向程控放大電路20單向輸出三組控制信號(hào)，程控放大電路20單向輸出連接A/D轉(zhuǎn)換電路21，A/D轉(zhuǎn)換電路單向輸出連接高速數(shù)據(jù)采集緩沖系統(tǒng)22，高速數(shù)據(jù)采集緩沖系統(tǒng)22單向輸出連接Intel PXA270控制器12并輸入中斷請(qǐng)求。煤礦微震實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)方法如下在礦井煤層巷道地面水平設(shè)置三分向加速度傳感器6，井下監(jiān)測(cè)主機(jī)3與井下交換機(jī)4-1保持授時(shí)和礦震的監(jiān)測(cè)同步進(jìn)行，由加速度傳感器6采集信號(hào)，經(jīng)工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)11傳輸?shù)降孛嬖O(shè)備。高精度授時(shí)單元電路17保證高速數(shù)據(jù)采集緩沖系統(tǒng)22時(shí)間的準(zhǔn)確和同步。
權(quán)利要求1.一種煤礦微震實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括中心控制機(jī)(I)、授時(shí)系統(tǒng)(2)、地面交換機(jī)(4)、參數(shù)數(shù)據(jù)庫(10)、工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)(11)、井下交換機(jī)(4-1)、井下監(jiān)測(cè)主機(jī)(3)、接線盒(5)、加速度傳感器(6)、井下電源(7)、信號(hào)線(8)、傳感器供電線(9);其特征在于它們的連接關(guān)系如下工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)(11)連接地面上方的地面交換機(jī)(4 )和井下的交換機(jī)(4-1)，地面交換機(jī)(4)分別連接授時(shí)系統(tǒng)(2)、 中心測(cè)控機(jī)(I)和參數(shù)數(shù)據(jù)庫(10)，井下交換機(jī)(4-1)連接四個(gè)井下監(jiān)測(cè)主機(jī)(3)，每個(gè)井下監(jiān)測(cè)主機(jī)(3)均用信號(hào)線(8)連接四個(gè)接線盒(5)，其中一個(gè)接線盒(5 )用傳感器供電線(9 )連接井下電源(7 )，每個(gè)接線盒(5 )上均連接一個(gè)加速度傳感器(6);井下監(jiān)測(cè)主機(jī)由下列終端硬件組成Intel PXA270控制器(12)、閃存或非易失性存儲(chǔ)器(13)、系統(tǒng)復(fù)位與看門狗電路(14)、顯示電路(15)、網(wǎng)絡(luò)接口電路(16)、高精度授時(shí)單元電路(17 )、監(jiān)測(cè)信號(hào)輸入電路(18 )、CPLD或FPGA協(xié)處理器(19 )、程控放大電路(20 )、A/D轉(zhuǎn)換電路(21)、高速數(shù)據(jù)采集緩沖系統(tǒng)(22);它們的連接關(guān)系是Intel PXA270控制器(12)分別與閃存或非易失性存儲(chǔ)器(13)、系統(tǒng)復(fù)位與看門狗電路(14)、顯示電路(15)、網(wǎng)絡(luò)接口電路(16)、高精度授時(shí)單元電路(17)、CPLD或FPGA協(xié)處理器(19)雙向連接，并向CPLD或FPGA協(xié)處理器(19)輸入控制信號(hào)，監(jiān)測(cè)信號(hào)輸入電路(18)向程控放大電路(20)單向輸入三項(xiàng)控制信號(hào)，程控放大電路(20)單向輸入連接A/D轉(zhuǎn)換電路(21 )，A/D轉(zhuǎn)換電路(21)單向輸入連接高速數(shù)據(jù)采集緩沖系統(tǒng)(22)，CPLD或FPGA協(xié)處理器(19)與高速數(shù)據(jù)采集緩沖系統(tǒng)(22)雙向連接，并向高速數(shù)據(jù)采集緩沖系統(tǒng)(22)單向輸入控制信號(hào)，高速數(shù)據(jù)采集緩沖系統(tǒng)(22)單向輸入連接Intel PXA270控制器(12)并單向輸入中斷請(qǐng)求信號(hào)。
專利摘要本實(shí)用新型屬于煤礦安全監(jiān)測(cè)設(shè)備，特別涉及一種煤礦微震實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)(11)連接地面上方的地面交換機(jī)(4)和井下的交換機(jī)(4-1)，地面交換機(jī)(4)分別連接授時(shí)系統(tǒng)(2)、中心測(cè)控機(jī)(1)和參數(shù)數(shù)據(jù)庫(10)，井下交換機(jī)(4-1)連接四個(gè)井下監(jiān)測(cè)主機(jī)(3)，每個(gè)井下監(jiān)測(cè)主機(jī)(3)均用信號(hào)線(8)連接四個(gè)接線盒(5)，其中一個(gè)接線盒(5)用傳感器供電線(9)連接井下電源(7)，每個(gè)接線盒(5)上均連接一個(gè)加速度傳感器(6)；煤礦微震實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)煤礦微震的信號(hào)可做到智能識(shí)別和提取，終端設(shè)備可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，具有靈活、可靠，監(jiān)測(cè)效果好，投資小的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01V1/00GK202548338SQ20122016205
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月17日
發(fā)明者冀常鵬, 李國臻, 李忠華, 潘一山 申請(qǐng)人:遼寧工程技術(shù)大學(xué)