矿井涌水异常监测系统的制作方法

文档序号:11913866阅读:323来源:国知局

本实用新型涉及煤矿井下监测系统,具体为一种矿井涌水异常监测系统。



背景技术:

水流量、水压力和水位是煤矿生产过程中必须的动态监测参数。现在并没有一种系统可以实现井下明渠流量、水仓水位(蓄水量)、管道流量、管道压力、工作面钻孔放水的水温及水压等多种煤矿综合水文数据的实时监测。由于采动致使岩层产生大量裂隙,导致各含水层水力相对平衡状态被打破,进而产生涌水。通过井下涌水量的实时变化,能够反映矿井内充水、排水的动态变化和关联情况。



技术实现要素:

本实用新型为了解决缺乏一种煤矿综合水文数据实时监测系统的问题,提供了一种矿井涌水异常监测系统。

本实用新型是采用如下技术方案实现的:矿井涌水异常监测系统,包括设于地上的监测服务器,监测服务器连接有备份服务器,监测服务器连接到设于井下的工业以太环网,工业以太环网内连接有若干以太网交换机,以太网交换机连出有通讯分站,通讯分站连接有本安电源,通讯分站另连接到传感器与信息采集点。

本实用新型配合相应的软件工作。将传感器与信息采集点按照设计布置在相应区域,并保证封装良好。工业以太环网和以太网交换机用于搭建融合多传感器、多物理量的智能传感网络,建立数据传输网络,并以光纤解调设备为核心,建立包括有监测服务器和备份服务器的地面工作站,同时建立数据分析与决策终端,具有在线分析、实时监测的智能化监测功能,并可实现人工控制。对监测数据进行实时分析和在线诊断,一旦发现异常信息,立刻上报决策指挥部分,经会商后,发布预警信息。

本实用新型的有益效果如下:通过传感器对水文信息进行收集转化为电信号,对信号进行采集,二十四小时在线监测,并将监测数据进行计算和存储,系统借助上位机通过网络实现了系统的远程监测。本实用新型设计合理,方便易用,特别适合于煤矿井下综合水文数据的实时监测。

附图说明

图1为本实用新型的布置结构示意图;

图中,1-监测服务器,2-备份服务器,3-工业以太环网,4-以太网交换机,5-通讯分站,6-本安电源,7-传感器与信息采集点。

具体实施方式

矿井涌水异常监测系统,包括设于地上的监测服务器1,监测服务器1连接有备份服务器2,监测服务器1连接到设于井下的工业以太环网3,工业以太环网3内连接有若干以太网交换机4,以太网交换机4连出有通讯分站5,通讯分站5连接有本安电源6,通讯分站5另连接到传感器与信息采集点7。

具体实施过程中,传感器与信息采集点7包括流量传感器、压力传感器、温度传感器、水位传感器。传感器是系统的核心单元,包含传感器单元、A/D转换单元、AVR128核心处理单元及CAN总线控制单元。传感器对现场的数据进行采集后输出4~20mA模拟量信号,通过多路A/D转换单元转化为数字信号,CPU处理后转交至CAN总线控制单元,通讯设备将智能传感器的上传的数据通过光纤或网络发送给上位机。

水量监测采用科氏力质量流量测量原理,水源实时监测采用光学投射原理。监测区域确定于监测方案制定。通过地质资料分析、物探资料分析可得到已知的裂隙密集区,再通过力学数值分析与其他资料分析可推断出潜在的裂隙发育区,将这两类区域作为监测重点预测,在传感器布置与传感监测权重上予以重点考虑,并依据实际工作场地条件,经过系统分析和论证,制定出合理科学的监测方案;

硬件系统监测参数及主要指标包括:

(1)水压监测

水的压强,矿井内承压水的压力值是监测重点。

a) 测量范围:(0~0.2~1~10)MPa,精度:±0.5%FS;

b) 输出信号制式:CAN:传输速率10K bps,传输信号工作电压幅值: ≤5V。

(2)流量监测

单位时间内的排水的体积,矿井内监测涌水量信息的重要指标,含水区排放水的流量值、管道排水的流量值、水仓排水的流量值是监测的重点。

a) 测量范围;(5~200)m3/h,精度:±1m3/h;

b) 输出信号制式:CAN:传输速率10K bps,传输信号工作电压幅值: ≤5V。

(3)温度监测

地下水的温度,当深度变化比较大时,即从宏观来说,地下水越深水温就越高,水温的变化程度一定程度上反映了水源的变化。

a) 测量范围:(0~70)℃,精度:±1℃;

b) 输出信号制式:CAN:传输速率10K bps,传输信号工作电压幅值: ≤5V。

(4)水位监测

水体相对于某一基准水平面的高程,矿井内水仓内、含水区内水位的高度是监测的重点。

a) 测量范围:0---1000m,准确度:1‰F.S;

b) 输出信号制式:CAN:传输速率10K bps,传输信号工作电压幅值: ≤5V。

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