一种煤矿用微震信号立体监测预警系统的制作方法

本技术涉及矿井微震监测，具体涉及一种煤矿用微震信号立体监测预警系统。

背景技术：

1、岩体在煤层开采扰动下区域应力不断发生变化，进而导致上覆岩层发生变形破坏及垮塌等，并且在此过程中，以弹性波的形式释放能量，诱发产生微震事件。利用微震监测技术接收、处理及分析微震事件空间信息来研究煤层上覆岩层运动规律，该技术具有实时性、前瞻性及监测区域范围广优势。

2、中国专利cn102944892a公开了一种矿山勘探微震动信号数据采集装置，利用上述装置可以精确采集震动信号。中国专利cn210720749u公开了一种esg微震监测系统用传感器安装与回收结构，上述结构是对监测微震信号传感器回收用的。由上述专利文件可以看出，传统技术中对于煤矿微震监测一般都是在矿井内布设传感器。

3、但是由于煤矿微震监测受井下巷道布设空间限制，导致微震监测岩体破裂微震事件空间定位信息中，微震事件水平位置精准度较高，但其垂直位置精准度较低，进而无法准确认识煤层上覆岩层运动情况。

技术实现思路

1、有鉴于此，本实用新型提供一种矿用风门无人控制系统，以利于解决现有技术中的问题。

2、第一方面，本实用新型实施例提供了一种煤矿用微震信号立体监测预警系统，包括：设置在井上的数据采集系统，与所述数据采集系统通信连接的井下微震监测系统和地面微震监测系统，所述数据采集系统设置有主时钟源，所述井下微震监测系统设置有从时钟源，所述地面微震监测系统设置有gps天线，所述主时钟源与所述从时钟源和gps天线时钟同步。

3、在一种可能的实现方式中，所述数据采集系统包括：数据采集服务器和数据处理pc，所述数据采集服务器与所述数据处理pc电连接，所述井下微震监测系统与所述数据采集服务器之间设置有第一工业级交换机，所述第一工业级交换机与所述主时钟源电连接。井下微震监测系统监测到的微震数据通过第一工业级交换机传输给数据采集服务器，同时也是通过第一工业级交换机实现与主时钟源的时钟同步。

4、在一种可能的实现方式中，所述井下微震监测系统包括多个井下监测分站，所述井下监测分站包括井下微震数据采集仪，所述井下微震数据采集仪分别与井下微震传感器、从时钟源和第二工业级交换机电连接，所述井下微震数据采集仪、从时钟源和第二工业级交换机设置在防爆外壳内。第二工业级交换机通过与第一工业级交换机的通信一方面实现向地面传输数据，另一方面获得主时钟源的时钟信号传输给从时钟源。从时钟源获取地表主时钟源下发的ptp报文，同步每台分站之间的时间。

5、在一种可能的实现方式中，所述井下微震传感器与所述井下微震数据采集仪之间设置有隔离栅，所述井下微震传感器与所述隔离栅通过通讯线缆电连接，所述隔离栅与所述井下微震数据采集仪的数据接口电连接。由于井下需要本安环境，因此在井下微震传感器与井下微震数据采集仪之间设置隔离栅，保证这个微震数据采集的安全性。

6、在一种可能的实现方式中，多个井下监测分站中的所述第二工业级交换机依次电连接，所述第一工业级交换机只与一个第二工业级交换机电连接。井下一个第二工业级交换机获得地表主时钟源下发的ptp报文后，通过第二工业级交换机的依次传递实现时钟的同步。

7、在一种可能的实现方式中，所述地面微震监测系统包括与所述数据采集服务器通信连接的基站，与所述基站无线连接的地面监测分站，所述地面监测分站设置有多个，分布设置在煤矿地面上。地面微震监测系统总体通过无线数据传输，地面监测分站监测到的微震数据通过基站传输给数据采集服务器。

8、在一种可能的实现方式中，所述地面监测分站包括井上微震数据采集仪，与所述井上微震数据采集仪电连接的井上微震传感器和无线发射器，所述无线发射器与所述基站电连接或通过中继与所述基站电连接。地面监测分站分为距离基站距离较近和较远的两种情况，距离较近的，地面监测分站中的无线发射器直接与基站通信连接。如果距离较远的，则地面监测分站中的无线发射器会通过中继与基站进行数据通信，以保证数据发送的稳定性。

9、在一种可能的实现方式中，所述井上微震数据采集仪和无线发射器设置在不锈钢外壳内，所述不锈钢外壳内还设置蓄电池和gps天线，所述蓄电池分别与所述微震数据采集仪、无线发射器和gps天线电连接。不锈钢外壳保护井上微震数据采集仪、无线发射器、蓄电池和gps天线的设备安全，免受外部环境影响。gps天线用于授时确保井下与地表微震监测设备保持时间一致。

10、在一种可能的实现方式中，所述不锈钢外壳设置在水泥台上，所述不锈钢外壳顶部设置有太阳能板，所述太阳能板与所述蓄电池电连接。水泥台用于固定不锈钢外壳，白天天气良好时，全程使用太阳能给蓄电池充电，蓄电池给整个地面监测分站供电。

11、在本实用新型实施例中，建立井上下时钟同步的联合立体微震监测，优化了微震监测台网立体结构，以提高微震台网在垂直方向上对采煤区域的包络效果，进而提高震源垂直定位的精准性，真实反映煤层上覆岩层运动规律。

技术特征：

1.一种煤矿用微震信号立体监测预警系统，其特征在于，包括：设置在井上的数据采集系统，与所述数据采集系统通信连接的井下微震监测系统和地面微震监测系统，所述数据采集系统设置有主时钟源，所述井下微震监测系统设置有从时钟源，所述地面微震监测系统设置有gps天线，所述主时钟源与所述从时钟源和gps天线时钟同步。

2.根据权利要求1所述的煤矿用微震信号立体监测预警系统，其特征在于，所述数据采集系统包括：数据采集服务器和数据处理pc，所述数据采集服务器与所述数据处理pc电连接，所述井下微震监测系统与所述数据采集服务器之间设置有第一工业级交换机，所述第一工业级交换机与所述主时钟源电连接。

3.根据权利要求2所述的煤矿用微震信号立体监测预警系统，其特征在于，所述井下微震监测系统包括多个井下监测分站，所述井下监测分站包括井下微震数据采集仪，所述井下微震数据采集仪分别与井下微震传感器、从时钟源和第二工业级交换机电连接，所述井下微震数据采集仪、从时钟源和第二工业级交换机设置在防爆外壳内。

4.根据权利要求3所述的煤矿用微震信号立体监测预警系统，其特征在于，所述井下微震传感器与所述井下微震数据采集仪之间设置有隔离栅，所述井下微震传感器与所述隔离栅通过通讯线缆电连接，所述隔离栅与所述井下微震数据采集仪的数据接口电连接。

5.根据权利要求4所述的煤矿用微震信号立体监测预警系统，其特征在于，多个井下监测分站中的所述第二工业级交换机依次电连接，所述第一工业级交换机只与一个第二工业级交换机电连接。

6.根据权利要求2所述的煤矿用微震信号立体监测预警系统，其特征在于，所述地面微震监测系统包括与所述数据采集服务器通信连接的基站，与所述基站无线连接的地面监测分站，所述地面监测分站设置有多个，分布设置在煤矿地面上。

7.根据权利要求6所述的煤矿用微震信号立体监测预警系统，其特征在于，所述地面监测分站包括井上微震数据采集仪，与所述井上微震数据采集仪电连接的井上微震传感器和无线发射器，所述无线发射器与所述基站电连接或通过中继与所述基站电连接。

8.根据权利要求7所述的煤矿用微震信号立体监测预警系统，其特征在于，所述井上微震数据采集仪和无线发射器设置在不锈钢外壳内，所述不锈钢外壳内还设置蓄电池和gps天线，所述蓄电池分别与所述微震数据采集仪、无线发射器和gps天线电连接。

9.根据权利要求8所述的煤矿用微震信号立体监测预警系统，其特征在于，所述不锈钢外壳设置在水泥台上，所述不锈钢外壳顶部设置有太阳能板，所述太阳能板与所述蓄电池电连接。

技术总结
本技术公开了一种煤矿用微震信号立体监测预警系统，涉及矿井微震监测技术领域，包括：设置在井上的数据采集系统，与所述数据采集系统通信连接的井下微震监测系统和地面微震监测系统，所述数据采集系统设置有主时钟源，所述井下微震监测系统设置有从时钟源，所述地面微震监测系统设置有GPS天线，所述主时钟源与所述从时钟源和GPS天线时钟同步。建立井上下时钟同步的联合立体微震监测，优化了微震监测台网立体结构，以提高微震台网在垂直方向上对采煤区域的包络效果，进而提高震源垂直定位的精准性，真实反映煤层上覆岩层运动规律。

技术研发人员：欧阳广臣,颜亚民,刘建国,仇培山,朱现峰,杨健
受保护的技术使用者：山东驭光电子科技有限公司
技术研发日：20230612
技术公布日：2024/1/15