一种金属矿山井下微震检测系统的制作方法

本发明属于矿震监测技术领域，具体的说是一种金属矿山井下微震检测系统。

背景技术：

目前，我国95％的煤炭生产是地下作业，特别是近十多年来，开采深度的加大导致开采条件更趋复杂，自然灾害的威胁越加严重，煤矿重大动力灾害(瓦斯煤尘爆炸、水与瓦斯突出、冲击地压等)事故频发；我国煤层赋存条件复杂，国有重点煤矿平均采深已超过400m，开采条件和自然环境发生显著变化，呈现出高地应力、高瓦斯、高非均质性、低渗透性和低强度煤体新的特征；煤矿重大动力灾害的威胁严重地限制了矿井生产能力，造成巨大的经济损失，也影响到煤炭生产对国民经济快速发展的保障作用。

现有的矿山微震检测系统使用过程中传感器采集信号不准确，同时还存在信号采集过程对于微小震动波采集不及时的问题，鉴于此，本发明提供了一种金属矿山井下微震检测系统提高检测装置的灵敏度。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了一种金属矿山井下微震检测系统，本发明通过检测矿山微震对水面波动的影响来检测微震，提高检测的灵敏度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种金属矿山井下微震检测系统，所述微震检测装置放置在井下土坑中；所述微震检测装置包括水箱；所述水箱两侧与连杆均通过球接的方式连接且所述连杆与坑壁抵紧；所述水箱内装有水，所述水箱顶壁的两侧设置有水压力传感器，所述水压力传感器底部与水面接触；通过连杆将箱体放置到矿山土坑里，箱体在放置到土坑过程中设置在箱体端面的四根连杆与坑壁紧紧抵住将箱体固定，当矿山发生微震时，震动波传到坑壁，震动波通过与坑壁抵紧的连杆传到水箱的外表面，水箱由铁质材料制成，震动波可以通过水箱箱体传到水箱内的水中，震动波带动水面的波动，设置在水面的水压力传感器会收集水面波动变化的信息，并将收集的水面波动的信息传到控制器通过定位系统确定微震发生的位置并及时进行预报降低微震发生造成的损失。

优选的，所述水箱下方设置有中杆，所述中杆由弹性材料制成，所述中杆位于所述水箱下方，所述中杆底部与地面固连；所述中杆的两侧设置有弧杆,所述中杆侧壁与弧杆上下两端均通过弹簧连接；所述弧杆底部与地面接触且弧杆中部与坑壁铰接；所述弧杆位于所述水箱下方但不与所述水箱接触；当矿山出现微震时，水箱内的水面由于震动增大水波幅度，同时震动波也通过地面传到中杆，中杆与两侧的弧杆通过弹簧连接，中杆的抖动会带动两侧弧杆的运动，弧杆与上方的水箱间距小，运动的弧杆敲击水箱的底部使得水箱内的水产生波动；提高了数据收集的及时性与准确性，水箱两侧的水压力传感器会收集水面波动变化的信息传到控制器，控制系统通过对数据的分析确定震源并及时进行预报。

优选的，所述水箱内侧用过绳子悬挂一个重力球,所述重力球与水面接触；所述重力球上方通过绳子设置有重力传感器；当矿山出现微震时，水面波动的幅度增大，浮在水面的重力球也会晃动起来，设置在重力球上方的重力传感器会收集重力球重心变化的数据，将水压力传感器以及重力传感器的数据结合使得检测系统检测结果更准确。

优选的，所述重力球内设置有一个滚珠,所述滚珠可在所述重力球内自由滚动，当矿山产生微震，水面波动的幅度增大，浮在水面的重力球也会左右晃动起来，放置在重力球里面的滚珠也会随着重力球的运动而运动，滚珠的左右运动会导致重力球的重心发生变化，重力感应器会收集重力球重心变化数据传到控制器。

优选的，所述中杆顶部设置有气囊，所述气囊表面设置至少两个放气孔,所述气囊底部设置有放气针，所述放气针固定在所述中杆顶部；所述放气针受力后均与所述放气孔接触可释放所述气囊中的气体；当矿山出现微震时，震动波通过地面传到中杆；中杆的上下运动带动设置在中杆顶部放气针与气囊内放气孔的接触，放气针与放气孔接触释放气囊内气体冲击球铰接杆上的叶板，被冲击的叶板抖动带动水箱内水的波动幅度增大，使得水压力传感器的数据检测更准确。

优选的，所述连杆中部设置固连有叶板，所述叶板表面设置有不同的导流槽；震动导致中杆的抖动增强水箱内水的波动幅度，同时中杆抖动会使得气囊释放气流冲击叶板，叶板表面设置的导流槽会加速叶板的抖动使得水面波动的幅度增大；叶板的导流槽也会改变气流的冲击方向，使得气流冲击弧板，增大弧板的抖动幅度从而增大弧板敲击水箱的力度进而水面的波动幅度使得水压力传感器收集的数据更准确。

本发明的技术效果和优点：

1.本发明提供的一种金属矿山井下微震检测系统,通过水箱、连杆与水压力传感器将微小的震动波传到水箱使得水面产生波动，设置在水面上的水压力传感器会记录水面波动变化的数值传到控制器确定微震位置并及时进行预报降低损失。

2.本发明提供的一种金属矿山井下微震检测系统，通过中杆、弧杆、叶板与气囊之间的配合工作将微小的震动以横波、纵波两种方式传到水箱；横波、纵波震动水面加剧水面的波动幅度，水压力传感器能及时收到准确的数据传到控制器进行分析确定震源和级别。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的结构图；

图2是本发明的剖视图；

图3是图2中17的a向视图；

图4是图2中b的放大图；

图中：微震检测装置1、水箱11、水压力传感器111、重力球112、重力传感器113、滚珠114、中杆12、弧杆13、气囊14、放气孔141、放气针15、连杆16、叶板17、导流槽171。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1-4所示，本发明所述的一种金属矿山井下微震检测系统，包括微震检测装置1，所述微震检测装置1放置在井下土坑中，所述微震检测装置1包括水箱11；所述水箱11两侧均通过球铰接杆16的方式与坑壁固连，所述水箱11可以自由旋转；所述水箱11内装有水，所述水箱11顶壁的两侧设置有水压力传感器111，所述水压力传感器111底部与水面接触；通过连杆16将箱体1放置到矿山土坑里，箱体1在放置到土坑过程中设置在箱体1端面的四根连杆16与坑壁紧紧抵住将箱体1固定；当矿山发生微震时，震动波传到坑壁，震动波通过与坑壁抵紧的连杆16传到水箱11的外表面，水箱11由铁质材料制成，震动波可以通过水箱11箱体传到水箱11内的水中，震动波带动水面的波动，设置在水面的水压力传感器111会收集水面波动变化的信息，并将收集的水面波动的信息传到控制器通过定位系统确定微震发生的位置并及时进行预报降低微震发生造成的损失。

作为本发明的一种实施方式，所述水箱下方设置有中杆12，所述中杆12由弹性材料制成，所述中杆12位于所述水箱11下方，所述中杆12底部与地面固连，所述中杆12的两侧设置有弧杆13,所述中杆12侧壁与弧杆13上下两端均通过弹簧连接；所述弧杆13底部与地面接触且弧杆13中部与坑壁铰接；所述弧杆13位于所述水箱11下方但不与所述水箱11接触；当矿山出现微震时，水箱1内的水面由于震动增大水波幅度，同时震动波也通过地面传到中杆12，中杆12与两侧的弧杆13通过弹簧连接，中杆的抖动会带动两侧弧杆13的运动，弧杆13与上方的水箱11间距小，运动的弧杆13敲击水箱11的底部使得水箱11内的水产生波动；提高了数据收集的及时性与准确性，水箱11两侧的水压力传感器111会收集水面波动变化的信息传到控制器，控制系统通过对数据的分析确定震源并及时进行预报。

作为本发明的一种实施方式，所述水箱11内侧用过绳子悬挂一个重力球112,所述重力球112与水面接触；所述重力球112上方设置有重力传感器113；所述重力传感器113固定在所述水箱11顶壁；当矿山出现微震时，水面波动的幅度增大，浮在水面的重力球也112会晃动起来，设置在重力球112上方的重力传感器113会收集重力球112重心变化的数据将水压力传感器111以及重力传感器113的数据结合使得检测系统检测结果更准确。

作为本发明的一种实施方式，所述重力球112内设置有一个滚珠114；所述滚珠114可在所述重力球112内自由滚动，当矿山产生微震，水面波动的幅度增大，浮在水面的重力球112也会左右晃动起来，放置在重力球112里面的滚珠115也会随着重力球112的运动而运动，滚珠114的左右运动会导致重力球112的重心发生变化，重力感应器113把重力球112重心变化的数据传到控制器。

作为本发明的一种实施方式，所述箱体11顶部设置有气囊14，所述气囊14表面设置至少两个放气孔141,所述气囊14底部设置有放气针15，所述放气针15固定在所述中杆12顶部；所述放气针15受力后均与所述放气孔141接触可释放所述气囊14中的气体；当矿山出现微震时，震动波通过地面传到中杆12；中杆12的上下运动带动设置在中杆12顶部放气针15与气囊14内放气孔141的接触，放气针15与放气孔141接触释放气囊14内气体冲击球铰接16上的叶板17，被冲击的叶板17抖动带动水箱11内水面的波动幅度增大，使得水压力传感器111的数据检测更准确。

作为本发明的一种实施方式，所述连杆16中部固连有叶板17，所述叶板17表面设置有不同的导流槽171；震动导致中杆的抖动增强水箱内水的波动幅度，同时中杆抖动会使得气囊释放气流冲击叶板17表面设置的导流槽171会加速叶板17的抖动使得水面波动的幅度增大；叶板17的导流槽171也会改变气流的冲击方向，使得气流冲击弧板13，增大弧板13的抖动幅度从而增大弧板13敲击水箱11的力度进而增大水面的波动幅度使得水压力传感器11收集的数据更准确。

通过连杆16将箱体1放置到矿山土坑里，箱体1在放置到土坑过程中设置在箱体1端面的四根连杆16与坑壁紧紧抵住将箱体1固定；当矿山发生微震时，震动波传到坑壁，震动波通过与坑壁抵紧的连杆16传到水箱11的外表面，水箱11由铁质材料制成，震动波可以通过水箱11箱体传到水箱11内的水中，震动波带动水面的波动，设置在水面的水压力传感器111会收集水面波动变化的信息；当矿山出现微震时，水箱1内的水面由于震动增大水波幅度，同时震动波也通过地面传到中杆12，中杆12与两侧的弧杆13通过弹簧连接，中杆的抖动会带动两侧弧杆13的运动，弧杆13与上方的水箱11间距小，运动的弧杆13敲击水箱11的底部使得水箱11内的水产生波动；当矿山出现微震时，水面波动的幅度增大，浮在水面的重力球也112会晃动起来，设置在重力球112上方的重力传感器113会收集重力球112重心变化的数据将水压力传感器111以及重力传感器113的数据结合使得检测系统检测结果更准确。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。