专利名称：矿井突水实时监测方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种矿井突水监测方法及系统，特别是一种矿井突水实时监测方法及系统。
背景技术：
矿井突水是煤矿生产的重大灾害之一。长期以来，矿井安全监测系统缺少对矿井突水监测的技术和装备，致使煤矿经常发生突水事故，造成人员伤亡和经济损失。
发明内容
本发明的目的是要提供一种矿井突水实时监测方法及系统，实现矿井突水的实时监测预警，避免矿井突水重大灾害的发生。为实现本发明的矿井突水实时监测包括方法和系统，系统包括突水源探测器、隔水顶板监测器、煤层含水监测器、涌水量监测器、水质监测器、多路数据集控器、网关、工业以太网和监测主机；突水源探测器、隔水顶板监测器、煤层含水监测器、涌水量监测器和水质监测器均与多路数据集控器的输入端连接，多路数据集控器的输出端通过网关和工业以太网与监测主机通讯。所述的突水源探测器由定向天线、高频发射器、高频接收器、变频振荡器、发射控制器和无线通信电路组成；变频振荡器产生三种不同频率的高频信号，变频振荡器的输出端与高频发生器的输入端连接，发射控制器的输出端与高频发射器的输入端连接，高频发射器和高频接收器的输出端与定向天线连接。所述的隔水顶板监测器是声发射传感器，获取顶板破裂信息。 所述的煤层含水监测器是一种电导率传感器，用于检测煤质电导率，获得煤层含水量大小的装置。所述的涌水量监测器是检测出水压力而间接测量涌水量的装置。所述的水质监测器是检测PH值参数判断出水水质异常变化的装置。实时监测方法是突水源探测器连续发射三束不同频率的电磁波，通过煤岩内部不同深度的电磁波反射信号通过多路数据集控器、网关和工业以太网到达监测主机，监测主机对接收的电磁波反射信号进行分析，对采矿工作面前方突水危险源进行监测；隔水顶板监测器有声发射传感器，声发射传感器实时监测顶板的破裂，产生声发射信号，声反射信号通过多路数据集控器、网关和工业以太网到达监测主机，监测主机对接收的声反射信号进行分析，及时发现隔水层破坏的前兆信息；煤层含水监测器通过煤的导电率检测煤层的水分，导电率信号通过多路数据集控器、网关和工业以太网到达监测主机，监测主机对接收的导电率信号进行分析，及时发现煤层中透水的情况，为突水预警提供依据；涌水量监测器通过出水压力信号监测涌水量，水压力信号通过多路数据集控器、网关和工业以太网到达监测主机，监测主机对接收的水压力信号进行分析，发现导水通道的变化情况，为突水预警提供依据；水质监测器监测水的PH值，PH值信号通过多路数据集控器、网关和工业以太网到达监测主机，监测主机对接收的水的PH值信号进行分析，分析出水的异常变化情况，监测是否有其它水源通道打开的情況，为突水预警提供依据；
以上五种监测信号均通过多路数据集控器、网关和エ业以太网到达监测主机，监测主机对所有接收到的信号分别进行分析，全面监测矿井突水的危险源和前兆信息，对矿井突水实时监测进行预警。有益效果，由于采用了上述方案，突水源探測器通过连续发射三束不同频率的电磁波，通过煤岩内部不同深度的电磁波反射信号的接收分析，达到监测采矿工作面前方突水危险源的目的；隔水顶板监测器采用声发射传感原理，通过监测顶板的破裂产生的声发射信号，发现隔水层破坏的前兆信息；煤层含水监测器通过煤的导电率检测煤层的水分，由此发现煤层中透水的情況，为突水预警提供依据；涌水量监测器通过出水压カ监测涌水量，由此发现导水通道的变化情況，为突水预警提供依据；水质监测器通过水PH值分析水的异常变化情況，以监测是否有其它水源通道打开的情况，为突水预警提供依据。通过以上五种监测方法，全面监测矿井突水的危险源和前兆信息，实现矿井突水的实时监测预警，避免了矿井突水重大灾害的发生，达到了本发明的目的。 优点对突水危险源探測，隔水通道的监测和涌水量和水源的监测，全方位对矿井突水灾害的前兆信息进行监測，以实现突水灾害的实时监测和预警，避免灾害的发生。
图I是本发明的结构图。图2是本发明的突水源探測器的结构图。图中，I、突水源探測器；2、隔水顶板监测器；3、煤层含水监测器；4、涌水量监测器；5、水质监测器；6、多路数据集控器；7、网关；8、エ业以太网；9、监测主机；10、定向天线；11、高频发射器；12、高频接收器；13、变频振荡器；14、发射控制器；15、无线通信电路。
具体实施例方式实施例I :矿井突水实时监测包括方法和系统，系统包括突水源探測器I、隔水顶板监测器2、煤层含水监测器3、涌水量监测器4、水质监测器5、多路数据集控器6、网关7、エ业以太网8和监测主机9 ;突水源探測器I、隔水顶板监测器2、煤层含水监测器3、涌水量监测器4和水质监测器5均与多路数据集控器6的输入端连接，多路数据集控器6的输出端通过网关7和エ业以太网8与监测主机9通讯。所述的突水源探測器I由定向天线10、高频发射器11、高频接收器12、变频振荡器13、发射控制器14和无线通信电路15组成；变频振荡器13产生三种不同频率的高频信号，变频振荡器13的输出端与高频发生器11的输入端连接，掘进机悬臂的倾斜传感器的输入信号与发射控制器14输入端连接，发射控制器14的输出端与高频发射器11的输入端连接，高频发射器11和高频接收器12的输出端与定向天线10连接。所述的隔水顶板监测器2是声发射传感器，获取顶板破裂信息。声发射传感器可以采用VS系列传感器。所述的煤层含水监测器3是ー种电导率传感器，用于检测煤质电导率，获得煤层含水量大小的装置。可以采用DDG-819型エ业电导率变送器所述的涌水量监测器4是检测出水压力而间接测量涌水量的装置。压力传感器可以采用ZPM3620型智能数显压力变送器。所述的水质监测器5是检测PH值参数判断出水水质异常变化的装置。PH传感器可以采用CPSll型号的传感器。实时监测方法是突水源探测器I连续发射三束不同频率的电磁波，通过煤岩内部不同深度的电磁波反射信号通过多路数据集控器、网关和工业以太网到达监测主机，监测主机对接收的电磁波反射信号进行分析，对采矿工作面前方突水危险源进行监测；隔水顶板监测器2有声发射传感器，声发射传感器实时监测顶板的破裂，产生声发射信号，声反射信号通过多路数据集控器、网关和工业以太网到达监测主机，监测主机对接收的声反射信号进行分析，及时发现隔水层破坏的前兆信息；煤层含水监测器3通过煤的导电率检测煤层的水分，导电率信号通过多路数据集控器、网关和工业以太网到达监测主机，监测主机对接收的导电率信号进行分析，及时发现煤层中透水的情况，为突水预警提供依据；涌水量监测器4通过出水压力信号监测涌水量，水压力信号通过多路数据集控器、网关和工业以 太网到达监测主机，监测主机对接收的水压力信号进行分析，发现导水通道的变化情况，为突水预警提供依据；水质监测器5监测水的PH值信号，水的PH值信号通过多路数据集控器、网关和工业以太网到达监测主机，监测主机对接收的水的PH值信号进行分析，分析出水的异常变化情况，监测是否有其它水源通道打开的情况，为突水预警提供依据。以上五种监测信号均通过多路数据集控器、网关和工业以太网到达监测主机，监测主机对所有接收到的信号分别进行分析，全面监测矿井突水的危险源和前兆信息，对矿井突水实时监测进行预警。图I为本发明矿井突水实时监测方法及系统的原理示意图。突水源探测器I、隔水顶板监测器2、煤层含水监测器3、涌水量监测器4和水质监测器5的输出端接多路数据集控器6的输入端，多路数据集控器6的输出端接网关7的输入端，网关7的输出端接人工业以太网8，工业以太网8连接地面的监测主机9。在图2中，本发明矿井突水实时监测方法及系统中突水源探测器I由定向天线10、高频发射器11、高频接收器12、变频振荡器13、发射控制器14和无线通信电路15组成。其中变频振荡器13的输出接高频发生器11，发射控制器14的输出接和高频发射器11，高频发射器11和高频接收器12的输出接定向天线10，变频振荡器13产生三种不同频率的高频信号。
权利要求
1.一种矿井突水实时监测系统，其特征为系统包括突水源探測器、隔水顶板监测器、煤层含水监测器、涌水量监测器、水质监测器、多路数据集控器、网关、エ业以太网和监测主机；突水源探測器、隔水顶板监测器、煤层含水监测器、涌水量监测器和水质监测器均与多路数据集控器的输入端连接，多路数据集控器的输出端通过网关和エ业以太网与监测主机通讯。
2.根据权利要求I所述的矿井突水实时监测系统，其特征为所述的突水源探測器由定向天线、高频发射器、高频接收器、变频振荡器、发射控制器和无线通信电路组成；变频振荡器产生三种不同频率的高频信号，变频振荡器的输出端与高频发生器的输入端连接，发射控制器的输出端与高频发射器的输入端连接，高频发射器和高频接收器的输出端与定向天线连接。
3.根据权利要求I所述的矿井突水实时监测系统，其特征为所述的隔水顶板监测器是声发射传感器，获取顶板破裂信息。
4.根据权利要求I所述的矿井突水实时监测系统，其特征为所述的煤层含水监测器是ー种电导率传感器，通过检测煤质电导率，获得煤层含水量大小的装置。
5.根据权利要求I所述的矿井突水实时监测系统，其特征为所述的涌水量监测器是压カ传感器，通过检测出水压カ而间接测量涌水量的装置。
6.根据权利要求I所述的矿井突水实时监测系统，其特征为所述的水质监测器是PH值传感器，通过水的PH值判断出水质异常变化的装置。
7.一种矿井突水实时监测方法，其特征为实时监测方法是突水源探測器连续发射三束不同频率的电磁波，通过煤岩内部不同深度的电磁波反射信号通过多路数据集控器、网关和エ业以太网到达监测主机，监测主机对接收的电磁波反射信号进行分析，对采矿エ作面前方突水危险源进行监测；隔水顶板监测器有声发射传感器，声发射传感器实时监测顶板的破裂，产生声发射信号，声反射信号通过多路数据集控器、网关和エ业以太网到达监测主机，监测主机对接收的声反射信号进行分析，及时发现隔水层破坏的前兆信息；煤层含水监测器通过煤的导电率检测煤层的水分，导电率信号通过多路数据集控器、网关和エ业以太网到达监测主机，监测主机对接收的导电率信号进行分析，及时发现煤层中透水的情况，为突水预警提供依据；涌水量监测器通过出水压カ信号监测涌水量，水压カ信号通过多路数据集控器、网关和エ业以太网到达监测主机，监测主机对接收的水压カ信号进行分析，发现导水通道的变化情況，为突水预警提供依据；水质监测器监测水的PH值，水的PH值信号通过多路数据集控器、网关和エ业以太网到达监测主机，监测主机对接收的水的PH值信号进行分析，分析出水的异常变化情況，监测是否有其它水源通道打开的情况，为突水预警提供依据； 以上五种监测信号均通过多路数据集控器、网关和エ业以太网到达监测主机，监测主机对所有接收到的信号分别进行分析，全面监测矿井突水的危险源和前兆信息，对矿井突水实时监测进行预警。
全文摘要
一种矿井突水实时监测方法及系统，属于矿井突水监测方法及系统。系统包括突水源探测器、隔水顶板监测器、煤层含水监测器、涌水量监测器、水质监测器、多路数据集控器、网关、工业以太网和监测主机；突水源探测器、隔水顶板监测器、煤层含水监测器、涌水量监测器和水质监测器均与多路数据集控器的输入端连接，多路数据集控器的输出端通过网关和工业以太网与监测主机通讯；方法是突水源探测器、隔水顶板监测器、煤层含水监测器、涌水量监测器和水质监测器五种监测信号均通过多路数据集控器、网关和工业以太网到达监测主机，监测主机对所有接收到的信号分别进行分析，全面监测矿井突水的危险源和前兆信息，对矿井突水实时监测进行预警。
文档编号G01V11/00GK102866434SQ20121037621
公开日2013年1月9日 申请日期2012年10月8日 优先权日2012年10月8日
发明者童紫原, 童敏明, 李猛 申请人:中国矿业大学