专利名称：地下金属矿山稳定性监测用的数据采集仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自动报警系统，特别是涉及一种地下金属矿山监测的应力自 动报警系统的数据采集装置。
背景技术：
矿山地压是矿山生产活动中一种常见的自然现象。地压活动经常引起采场顶板大 面积冒落、巷道坍塌、地表沉陷等事故，直接威胁井下作业人员和设备的安全，造成资源的 浪费，破坏地面建筑物及环境。目前，随着我国金属矿山开采深度不断增加，开采遗留的空 区体积日益加大，地压也日趋严重，不仅导致矿石损失率增加，同时也给采矿生产带来极大 安全隐患。因此，利用和控制好地压，对于确保安全、经济、高效地开采地下矿产资源，预防 地质灾害，具有重要意义。地压显现及程度基本取决于地质条件和采矿的工程条件。由于工程岩体是在特定 赋存环境下(地应力、地下水、地温等)的非连续、非均质、各向异性体，其力学形态或本构 关系表现出非常复杂的非线性，使得目前乃至相当长的时期内都难以通过数值计算的方法 得到与工程实际完全相符的稳定性定量结果，也就是说，采矿工程地压问题必须通过现场 监测进行预测、预报、预警。另一方面，采矿工程本身是不断向前推进的动态过程，空间形态 不断变化使得地压的显现具有动态性质。地压的复杂性和动态性决定了对地压进行实时监 测的必要性，只有通过监测掌握实际地压显现情况，才能正确地把握地压特征及其发展变 化趋势，为采矿工作的安全、经济和高效进行提供保障。长期以来，我国矿山地压监测主要 以应力监测为主，特别是硬岩矿山。其特点是数据采集定期由人工完成，易于实施，监测费 用低廉，但无法实施连续、实时、动态监测，人为造成的监测数据失真时有发生，且监测人员 常在较大暴露面积下采集数据，给监测人员的人身安全造成较大隐患。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种地下金属矿山稳定性监测用的数据 采集仪，用于实现对地压灾害的自动预警，即实现对矿山地压应力监测的动态全天候监测， 预防地下岩层灾害。为了解决本实用新型的技术问题，本实用新型提出一种地下金属矿山稳定性监测 用的数据采集仪，其包括应力传感器，用于采集岩层应力数据；数据自动采集装置，其与一个或多个应力传感器连接，自动采集来自应力传感器 的物理数据；数据转化模块，与数据自动采集装置连接，用于将自动采集装置采集的物理数据 转化为数字信号；数据存储模块，与数据转化模块连接，用于将数据转化模块转化后的数字信号存 储在记忆芯片中；[0010]数据自动分析模块，与数据存储模块连接，其同步分析处理来自记忆芯片中的数 据信息，判断是否需要启动报警，并将这些信息传递给数据处理分析监控系统；智能自动报警装置，与数据自动分析模块连接，用于发出报警信号；供电装置，对整个装置进行供电。优选地所述报警装置为声音报警装置、光电报警装置、声光报警装置任意一种。优选地所述供电装置为蓄电池。供电装置还可以是由地面的线路电线引入地下， 对用电装置进行供电。优选地所述数据采集装置与光纤通信模块连接，其通过光纤网络对外进行数据 传输。本实用新型的有益效果相比现有技术，本实用新型借助于现代传感技术和信息与网络技术将矿山地压特 征信息通过应力传感器自动采集和集成转化为数字信息，信息经过处理转换后提供给数据 库存储和系统分析，最终实现对地压灾害的预判。当应力传感器承受的应力超过设定的警 戒范围时，数据采集装置启动报警装置，自动报警，达到预警之目的。数据采集装置通过有 线或无线方式实现实时传输和自动分析报警，具有实时、无人值守、全天候服役、监测精度 高等特点，可有效对矿山地压应力进行动态全天候监测，特别适用于地下金属矿山地压监 测预报。
图1是本实用新型监测示意图。图2是本实用新型的系统原理图。图3是本实用新型实施例一的原理图。图4是本实用新型实施例二的原理图。图5是本实用新型的结构框图。
具体实施方式
本实用新型提供一种地下金属矿山稳定性监测用的数据采集仪。参看图5所示，该数据采集仪包括以下的主要功能模块应力传感器，用于采集岩层应力数据；数据自动采集装置，其与一个或多个应力传感器通过电缆连接，自动采集来自应 力传感器的物理数据；数据转化模块，与数据自动采集装置连接，用于将自动采集装置采集的物理数据 转化为数字信号；数据存储模块，与数据转化模块连接，用于将数据转化模块转化后的数字信号存 储在记忆芯片中；数据自动分析模块，与数据存储模块连接，其同步分析处理来自记忆芯片中的数 据信息，判断是否需要启动报警，并将这些信息传递给(地面)数据处理分析监控系统；智能自动报警装置，与数据自动分析模块连接，用于发出报警信号； 供电装置，对整个装置进行供电。[0032]图5中实施例显示，地面数据处理分析监控系统可以与地面监控数显屏连接。数 据自动分析模块通过光纤网络与地面数据处理分析监控系统进行数据传输。上述实施例中，数据自动采集装置、数据转化模块、数据存储模块、数据自动分析 模块均可包括在数据采集装置中。其中，图中的数据处理分析监控系统，其为分析监控人员的预警操作平台，其对来 自数据采集仪的数据进行处理，自动分析判断，或者提供分析结果或分析过程由分析人员 进行判断操作。数据处理分析监控系统优选为计算机系统。报警装置为声音报警装置、光电报警装置、声光报警装置任意一种。其中光报警方 式可以是指示灯闪烁报警、来电闪报警等，声音报警可以是蜂鸣器报警。供电装置可以为蓄电池，也可以直接取电于电网。数据处理分析监控系统与监控显示器连接。监控显示器可以是一台，也可以是多台。所述数据处理分析监控系统为计算机系统，该计算机系统接入计算机网络，与远 程终端连接，远程终端可以访问计算机系统中的数据资料。数据处理分析监控系统通过通讯网络与手持终端连接。通讯网络可以GSM网络、 CDMA网络以及3G网络以及其它等常用的通讯网络。手持终端为手机，数据处理分析监控系统将应力传感器采集到的地下信息以短信 形式发送给手机用户。手持终端还可以是诸如掌上电脑、笔记本、GPS导航仪以及其它具有 通信功能的通信终端。本实用新型的应用如图1所示，应力传感器2置于矿柱1中，数据采集仪的主体3 与应力传感器2连接。应力传感器2测得的岩石应力数据传送给数据采集仪的主体3，由其 输出到数据处理分析监控系统进行分析处理。即应力传感器输出信号经转换模块转换为数 字信号后传输到数据采集装置中。数据采集装置内置时钟芯片，并能根据收到的指令对下 端应力传感器进行采集，并且把采集的数据传输到数据处理分析监控系统中的数据分析报 警模块，其通过比较分析，超出预警范围的数据会自动引发报警装置自动报警，或者将处理 后的信息展现在监控人员的面前，由其判断，进行进一步的操作。参看图3的本实用新型的实施例一，数据采集仪包括连接在数据采集装置的输入 /输出端口上的光纤通信模块(图中未示出)，数据处理分析监控系统通过光纤网络与数据 采集仪连接，通过互联网进行数据传输。数据采集装置由蓄电池供电，其通过电缆线与多个 应力传感器(图中显示4个应力传感器，也可以1个、2个、3个、5个、6个等等更多应力传 感器)连接。声音/光电报警装置与数据采集装置连接在一起。参看图4的本实用新型的实施例二，本例中，数据采集仪与数据处理分析监控系 统之间采用无线网络进行数据传输，即在数据采集仪的地面数据输出端以及位于地面的数 据处理分析监控系统上安装了无线发射/接收器。当然也可以采用有线传输方式进行数据 交换。
权利要求1.一种地下金属矿山稳定性监测用的数据采集仪，其特征在于包括应力传感器，用于采集岩层应力数据；数据自动采集装置，其与一个或多个应力传感器连接，自动采集来自应力传感器的物 理数据；数据转化模块，与数据自动采集装置连接，用于将自动采集装置采集的物理数据转化 为数字信号；数据存储模块，与数据转化模块连接，用于将数据转化模块转化后的数字信号存储在 记忆芯片中；数据自动分析模块，与数据存储模块连接，其同步分析处理来自记忆芯片中的数据信 息，判断是否需要启动报警，并将这些信息传递给数据处理分析监控系统；智能自动报警装置，与数据自动分析模块连接，用于发出报警信号；供电装置，对整个装置进行供电。
2.根据权利要求1所述的地下金属矿山稳定性监测用的数据采集仪，其特征在于所 述报警装置为声音报警装置、光电报警装置、声光报警装置任意一种。
3.根据权利要求1所述的地下金属矿山稳定性监测用的数据采集仪，其特征在于所 述供电装置为蓄电池。
4.根据权利要求1所述的地下金属矿山稳定性监测用的数据采集仪，其特征在于所 述数据采集装置与光纤通信模块连接，其通过光纤网络对外进行数据传输。
专利摘要本实用新型提供一种地下金属矿山稳定性监测用的数据采集仪，涉及一种地下金属矿山监测的应力自动报警系统，用于实现对地压灾害的自动预警，即实现对矿山地压应力监测的动态全天候监测。该数据采集仪包括应力传感器，用于采集岩层应力数据；数据采集装置，其与一个或多个应力传感器连接，分析处理来自应力传感器采集的信息，判断是否需要启动报警，并将这些信息处理后传递给数据处理分析监控系统；报警装置，与数据采集装置连接，用于发出报警信号；供电装置，对整个装置进行供电。本实用新型特别适用于地下金属矿山地压监测预报。
文档编号G01L1/00GK201852656SQ20102056541
公开日2011年6月1日 申请日期2010年10月18日 优先权日2010年10月18日
发明者朱利平, 沈慧明, 石飞, 许振华 申请人:中国瑞林工程技术有限公司