[发明专利]一种实时监测矿井顶板岩层或混凝土结构稳定性的装置

权利要求书

1.一种实时监测矿井顶板岩层或混凝土结构稳定性的装置，其特征在于：由微震 信号传导杆(1)、微震信号传感元件(2)、微震信号采集分析主机(3)组成；微震信号传 导杆(1)的一端插入煤层或岩层、混凝土结构中，微震信号传导杆(1)的另一端安装 微震信号传感元件，用屏蔽电缆线将传感元件(2)与微震信号采集分析主机(3)相连， 并通过通讯电缆线将微震信号采集分析主机与地面中心站微机相连；微震信号采集分析 主机内有滤除环境噪音信号干扰的滤除噪音信号电路(5)、高速数据采集和采用人工智 能技术实时分析矿井顶板岩层或混凝土结构稳定性的专家诊断分析数学模型；

所述实时分析矿井顶板岩层或混凝土结构稳定性的专家分析数学模型，各部分的方法 和功能如下：

A、有效信号采集器(13)

a.硬件根据噪音信号特点滤除干扰信号；

b.高速A/D转换器，将模拟量的微震信号转变为数字信号；

B、数据处理机(14)

a.统计、处理原始数据，送数据到显示器显示；

b.分析结果送推理机，启动推理机对当前安装区域岩层稳定性进行推理分析；

c.原始数据库(15)，判断是否已发生冒顶事故，启动学习机校核判据指标；

C、原始数据库：根据数据统计结果，建立原始数据库；

D、推理机(16)

a.推理机根据数据处理机(14)送来的统计分析结果及学习机(17)认可的逻辑关 系和判据指标，进行推理分析，预测可能发生事故的危险性；

b.根据危险性进行控制决策，并向报警器(9)和井下控制单元发出报警信号；

E、学习机(17)

a.冒顶事故发生后，建立事故档案；

b.分析事故发生全过程，寻找标志事故发生危险的特征值，根据预测准确性，校 核调整优化判据指标，逐步减小预报误差，使判据指标向真值逼近；

F、判据库(18)

冒顶事故发生后，由学习机根据预测准确性，修改判据库中的判据指标；

G、控制器(19)

根据控制逻辑和用户定义，执行特定的控制功能并根据数据处理机(14) 数据流的变化情况，判断控制效果；

H、显示、报警(20)：就地显示数据，根据控制器(19)指令进行声光报警；

I、实时数据远距离传送(21)：将原始数据和分析结果通过网络发送到地面中心站微机。

2.根据权利要求1所述的一种实时监测矿井顶板岩层或混凝土结构稳定性的装置，其 特征在于：所说的有滤除环境噪音信号干扰的滤除噪音信号电路(5)和高速数据采集，系 由低频微震信号转变为电信号(4)、滤除噪音信号电路(5)、单片微机(6)、高速数据采集 (7)、LED显示(8)、报警器(9)、遥控调校(10)、EEPROM数据存贮器(11)、实时数 据远距离传送(21)构成。

3.根据权利要求1所述的一种实时监测矿井顶板岩层或混凝土结构稳定性的装置，其特 征在于：微震信号传感元件(2)的跟随转换主频在200Hz～500Hz范围内。

4.根据权利要求2所述的实时监测矿井顶板岩层或混凝土结构稳定性的装置进行数据 采集的方法，其特征在于：当检测到岩石或混凝土材料破坏产生的微震信号时，由单片微机 (6)向高速数据采集(7)发出数据采集申请，高速数据采集(7)以500000Hz/s的速率进 行数据采集。