专利名称：坚硬顶板超前断裂位置电磁辐射监测预报装置的制作方法
技术领域：
本专利涉及一种通过坚硬顶板岩层断裂前后电磁辐射强度的变化来监测 确定顶板位置的技术，属矿山岩层破坏监测的技术领域。
背景技术：
在煤矿采矿过程中，随着回采工作面的不断推进，坚硬顶板会产生周期 性断裂，而且端部断裂超前工作面煤壁一定的距离，因此，通过监测坚硬顶 板超前断裂对预防顶板运动诱发的事故具有重大意义。
目前，监测预报顶板超前断裂的方法主要有超前巷道位移法、微地震地 声发射方法，上述方法监测布点工作比较烦琐。目前尚未见到采用电磁辐射 方法来监测预报坚硬顶板超前断裂的做法，但有采用电磁辐射监测煤体应力、 冲击地压等的做法。如发明专利"预测含气煤岩砼灾害的方法及装置
(ZL98111185.8 )"通过非接触监测受载煤岩体变形破裂时产生的电磁辐射信 号及其短时(数分钟)变化规律，预报煤与瓦斯突出和冲击地压等煤岩动力 灾害的危险性，其反映的是煤岩动力灾害演化过程中某一级段的瞬时状态， 没有实现真正的连续不间断监测和预报，也不能共享KJ煤矿安全监测系统 的资源。
实用新型专利"煤岩动力灾害电磁辐射监测装置(ZL01272808.X)"在 外接电源的情况下可进行连续监测预警煤岩动力灾害危险性，但不能与KJ 系列煤矿安全监测系统联接，不能共享安全监测系统的电源和传输通道，要 实现远程监测则需要单独布线和单独电源，并且预报功能较弱。
发明专利"煤岩动力灾害实时监测预报装置及预报方法 (ZL200410065793.1)"，其主要用途是对煤岩动力灾害进行连续实时监测和 预警。
发明专利"一种非接触式矿山压力观测及评价方法(200710020549.7)" 用来评价矿山压力高峰区域。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种坚硬顶板超前断裂位置电磁辐射监测预报装置，该装置的主要监测指标为坚硬顶板断裂时释放电磁辐射信号，通过顶 板断裂前后电磁信号的差异来确定顶板超前断裂位置。
本实用新型包括接收天线、信号放大模块、A/D转换模块、第一数据存 储模块、地址发生模块、中央控制模块、程序存储模块和第二数据存储模块， 接收天线的信号输出端口与信号放大模块的信号输入端口相连接，信号放大 模块的信号输出端口与A/D转换模块的信号输入端口相连接，A/D转换模块 的第一数字信号输出端口与第一数据存储模块的数字信号输入端口相连接， A/D转换模块的第二数字信号输出端口与中央控制模块的数字信号输入端口 相连接，地址发生模块的地址信号端口与第一数据存储模块的地址信号端口 相连接，地址发生模块的中央数据端口与中央控制模块的地址数据端口相连 接，中央控制模块的程序存储端口与程序存储模块的程序存储端口相连接， 中央控制模块的数据存储端口与第二数据存储模块的程序存储端口相连接。
有意效果本实用新型采用接收天线，通过采集电磁辐射信号实现对环 境的实时监测，并且安装较容易、准确率高，可快速准确的对矿井内的地质 情况进行监测，保证了生产安全，安装和使用过程中不影响正常生产，提高 了生产效率并同时降低了维护成本。
图1是本实用新型的整体结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式
一参见图1,本实施方式由接收天线1、信号放大模块2、
A/D转换模块3、第一数据存储模块4、地址发生模块5、中央控制模块7、 程序存储模块8和第二数据存储模块9组成，接收天线1的信号输出端口与 信号放大模块2的信号输入端口相连接，信号放大模块2的信号输出端口与 A/D转换模块3的信号输入端口相连接，A/D转换模块3的第一数字信号输 出端口与第一数据存储模块4的数字信号输入端口相连接，A/D转换模块3 的第二数字信号输出端口与中央控制模块7的数字信号输入端口相连接，地 址发生模块5的地址信号端口与第一数据存储模块4的地址信号端口相连接， 地址发生模块5的中央数据端口与中央控制模块7的地址数据端口相连接， 中央控制模块7的程序存储端口与程序存储模块8的程序存储端口相连接，中央控制模块7的数据存储端口与第二数据存储模块9的程序存储端口相连 接。
所述中央控制模块7可以为8096系列单片机，所述接收天线1可以为包 括铁氧体铁芯线圈的偶极子天线。
首先要选定需要进行监测的顺槽，然后在20米范围内，每隔1米布置好 一个测点；将定向接收电磁天线有效接收方向对准测点，使天线的轴向垂直 于测点的外表面，并固定好天线，天线与被测煤岩壁的距离为0.2-0.8米，并 保证将被监测测点区域刚好包含在天线的60度开口方向内；每个测点测试时 间为T4-2min，测试过程中监测仪实时采集电磁辐射强度数据，统计每秒钟 的电磁辐射强度平均值，每点测定三次，计算平均值作为第i个测点本次最 终测试结果并存储；测试完成第i个测点后，移动到下一测点i+l继续进行 测试；对于各测点，每隔2小时循回监测一次；对比各测点电磁辐射随时间 变化，对于电磁辐射强度连续增强一段时间后突然衰减的地点视为顶板断裂 位置。本实施方式的主要监测指标为坚硬顶板断裂时释放电磁辐射信号，通 过顶板断裂前后电磁信号的差异来确定顶板超前断裂位置。
具体实施方式
二参见图1，本实施方式在具体实施方式
一的基础上增 加了数据缓冲模块6，数据缓冲模块6的数据输入端口与A/D转换模块3的 数字信号输出端口相连接，数据缓冲模块6的数据输出端口与中央控制模块 7的数字信号输入端口相连接。
数据缓冲模块6用于缓冲来自A/D转换模块3的信号，避免过强的信号 损坏中英控制模块7.
具体实施方式
三参见图1，本实施方式在具体实施方式
一的基础上增 加了数据输入模块10，数据输入模块10的数据输出端口与中央控制模块7 的键盘输入数据端口相连接。
数据输入模块10用于输入数据，用户可以根据不同情况而输入不同的 探测参数，是检测预报更加准确。
具体实施方式
四参见图1，本实施方式在具体实施方式
一的基础上增 加了显示模块11，显示模块11的数据输入端口与中央控制模块7的显示输 出数据端口相连接。显示模块11用于显示检测的结果，使用户能够清楚的了解所处环境的地 质情况。
具体实施方式
五参见图1，本实施方式在具体实施方式
一的基础上增
加了远程通讯模块12，远程通讯模块12的通讯数据端口与中央控制模块7
的通讯数据端口相连接。
远程通讯模块12用于与远程服务器联系，上传检测数据，并根据远端的 数据判断监测的地质的状况。
权利要求1、坚硬顶板超前断裂位置电磁辐射监测预报装置，其特征在于它包括接收天线(1)、信号放大模块(2)、A/D转换模块(3)、第一数据存储模块(4)、地址发生模块(5)、中央控制模块(7)、程序存储模块(8)和第二数据存储模块(9)，接收天线(1)的信号输出端口与信号放大模块(2)的信号输入端口相连接，信号放大模块(2)的信号输出端口与A/D转换模块(3)的信号输入端口相连接，A/D转换模块(3)的第一数字信号输出端口与第一数据存储模块(4)的数字信号输入端口相连接，A/D转换模块(3)的第二数字信号输出端口与中央控制模块(7)的数字信号输入端口相连接，地址发生模块(5)的地址信号端口与第一数据存储模块(4)的地址信号端口相连接，地址发生模块(5)的中央数据端口与中央控制模块(7)的地址数据端口相连接，中央控制模块(7)的程序存储端口与程序存储模块(8)的程序存储端口相连接，中央控制模块(7)的数据存储端口与第二数据存储模块(9)的程序存储端口相连接。
2、 根据权利要求1所述的坚硬顶板超前断裂位置电磁辐射监测预报装置， 其特征在于所述中央控制模块(7)为8096系列单片机。
3、 根据权利要求1所述的坚硬顶板超前断裂位置电磁辐射监测预报装置， 其特征在于所述接收天线(l)为包括铁氧体铁芯线圈的偶极子天线。
4、 根据权利要求1所述的坚硬顶板超前断裂位置电磁辐射监测预报装置， 其特征在于它还包括数据缓冲模块(6)，数据缓冲模块(6)的数据输入端口与 A/D转换模块(3)的数字信号输出端口相连接，数据缓冲模块(6)的数据输出端 口与中央控制模块(7)的数字信号输入端口相连接。
5、 根据权利要求1所述的坚硬顶板超前断裂位置电磁辐射监测预报装置, 其特征在于它还包括数据输入模块(IO)，数据输入模块(10)的数据输出端口与 中央控制模块(7)的键盘输入数据端口相连接。
6、 根据权利要求1所述的坚硬顶板超前断裂位置电磁辐射监测预报装置， 其特征在于它还包括显示模块(ll)，显示模块(ll)的数据输入端口与中央控制 模块(7)的显示输出数据端口相连接。
7、 根据权利要求1所述的坚硬顶板超前断裂位置电磁辐射监测预报装置, 其特征在于它还包括远程通讯模块(12)，远程通讯模块(12)的通讯数据端口与 中央控制模块(7)的通讯数据端口相连接。
专利摘要坚硬顶板超前断裂位置电磁辐射监测预报装置，它涉及一种通过坚硬顶板岩层断裂前后电磁辐射强度的变化来监测确定顶板位置的装置，该装置的主要监测指标为坚硬顶板断裂时释放电磁辐射信号，通过顶板断裂前后电磁信号的差异来确定顶板超前断裂位置。信号放大模块的信号输出端口与A/D转换模块的信号输入端口相连接，A/D转换模块的数字信号输出端口与第一数据存储模块和中央控制模块的数字信号输入端口相连接，地址发生模块的地址信号端口与第一数据存储模块和中央控制模块的地址数据端口相连接，中央控制模块的程序存储端口与程序存储模块的程序存储端口相连接，中央控制模块的数据存储端口与第二数据存储模块的程序存储端口相连接。
文档编号G01B7/00GK201368722SQ200920007099
公开日2009年12月23日 申请日期2009年3月11日 优先权日2009年3月11日
发明者何孔翔, 张树森, 李忠学, 王忠武, 贾太保, 马植胜 申请人:北京昊华能源股份有限公司;北京市安全生产监督管理局