[实用新型]一种井下煤岩体失稳动力灾害的中子辐射监测预警系统

说明书

本实用新型旨在提供一种井下煤岩体失稳动力灾害的中子辐射监测预警系统，其设备组成包括中子辐射监测仪、井下监测分站、井下监测主机、地面监测主机、地面数据处理主机，中子辐射监测仪布置在矿井的掘进巷道、工作面运输巷、工作面回风巷及采煤工作面的监测点上，井下监测分站布置在监测点相邻的辅助运输巷(进风巷)内，井下监测主机安装在井底车场内，地面监测主机和地面数据处理主机安装在地面上，上述设备通过信号电缆连接，按照操作流程图的步骤进行操作，最终达到准确对煤岩体破裂失稳进行判识预警，且判识预警速度快、适用性强的目的。

技术领域

本实用新型涉及矿山安全监测技术领域，尤其涉及一种井下煤岩体失稳动力灾害的中子辐射监测预警系统。

背景技术

近年来，随着能源需求量的稳步增加，开采深度不断增加，岩爆、冲击地压等煤岩失稳动力灾害频发，严重制约了井下工程的安全和高效开采。煤岩失稳动力灾害的本质是煤岩体介质的破裂失稳。目前，国内外主要采用微震法、声发射法和电磁辐射法等地球物理方法进行煤岩动力灾害的监测预警，并研发了许多相关的监测预警系统。

然而，在煤矿井下应用中，微震和声发射监测技术由于应力波在煤岩体传播过程中的干扰及衰减较为严重，导致其定位精度尚需进一步提高；电磁辐射监测技术由于没有确定的预警准则，使其应用受到限制。鉴于上述监测技术的不足，需要一种新的监测预警系统，不但能准确对煤岩体破裂失稳进行判识预警，而且判识预警速度快、适用性强。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种井下煤岩体失稳动力灾害的中子辐射监测预警系统，达到准确对煤岩体破裂失稳进行判识预警，且判识预警速度快、适用性强的目的。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种井下煤岩体失稳动力灾害的中子辐射监测预警系统，包括中子辐射监测仪、井下监测分站、井下监测主机、地面监测主机、地面数据处理主机。所述中子辐射监测仪布置在矿井的掘进巷道、工作面运输巷、工作面回风巷及采煤工作面的监测点上，所述井下监测分站布置在监测点相邻的辅助运输巷(进风巷)内，所述井下监测主机安装在井底车场内，所述地面监测主机和所述地面数据处理主机安装在地面上。

优选地，中子辐射监测仪与井下监测分站连接，井下监测分站与井下监测主机连接，井下监测主机与地面监测主机连接，地面监测主机与地面数据处理主机连接，上述设备通过信号电缆连接。

优选地，中子辐射监测仪由中子辐射探头和中子监测仪主机组成。

优选地，矿井的掘进巷道、工作面运输巷、工作面回风巷及采煤工作面内布置的相邻监测点的间距为20米。

本实用新型相较于现有技术的有益效果是：

(1)由于中子具有较强的穿透力，利用中子辐射代替传统的微震(声发射)和电磁辐射技术，其监测范围更广，适用性更强；

(2)采用数字化监测，通过监测系统终端实时进行中子辐射剂量采集，避免了误差累计的同时，使监测工作安全性更高；

(3)可实时动态采集受回采、掘进扰动影响范围内的煤岩内部破裂前兆信息，并进行数据处理和分析，对煤岩体宏细观变形特征进行监测评判，更全面了解和掌握回采、掘进扰动区内煤岩体动态变形过程；

(4)通过监测数据与预警标准值分析对比，对整个监测区域进行划分，并对危险区域进行分级预警，为煤矿安全生产免受岩爆、冲击地压等煤岩失稳动力灾害保驾护航。

综上所述，本实用新型设计合理，可操作性强，可在考虑各种复杂地质环境的情况下有效实现井下煤岩体失稳动力灾害的判识预警，更加动态实时、准确安全、科学便捷。

附图说明

图1为本实用新型井下煤岩体失稳动力灾害的中子辐射监测预警系统原理框图；