[发明专利]基于移动CT辐射的冲击地压监测预警方法及装置

权利要求书

1.一种基于移动CT辐射的冲击地压监测预警方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）在掘进巷道迎头或者帮部两侧的卸压孔中选取两个卸压孔，分别放入N个电磁波CT发射器和N个电磁波CT接收器，所述电磁波CT发射器和电磁波CT接收器位置一一对应，所述电磁波CT发射器和电磁波CT接收器的间距均为S；

2）电磁波CT发射器和电磁波CT接收器同步向卸压孔深处移动，每隔T1时间移动一次，每次移动设定距离S1，每移动设定距离S1电磁波CT发射器向电磁波CT接收器发送一次电磁波信号；

3）对位置P的电磁波CT接收器接收到的电磁波信号进行处理：

对位置P的电磁波CT接收器每次接收到的波的能量值求平均值，然后将位置P得到的第k次平均值与前k-1次得到的每个平均值求方差，然后将得到的方差值与第k-1次求得的方差值进行归一化处理，根据处理结果判断位置P冲击地压的危险性；

4）若判断位置P煤岩冲击的危险性为弱冲击地压危险、中等冲击地压危险或强冲击地压危险，则发出预警信号；

所述位置P为一个位置集合，包括所有电磁波CT接收器所在的位置；

基于上述方法的监测预警装置包括电磁波接收装置、电磁波发射装置和服务器，所述电磁波接收装置和电磁波发射装置均包括塑料轨道槽、小滑车轨道和小滑车，所述电磁波发射装置还包括安装在小滑车上的电磁波CT发射器以及触发电路板；所述触发电路板与电磁波CT发射器通过无线信号连接；所述电磁波接收装置还包括安装在小滑车上的电磁波CT接收器，用于接收电磁波CT发射器发送的电磁波信号；

所述小滑车轨道安装在塑料轨道槽上；

所述小滑车设有N个，分别置于小滑车轨道上，其底部车轮与小滑车轨道相配合，且能够沿小滑车轨道长度方向滑动；所述小滑车上安装有微型控制器、定时器、位移传感器和电机，电机用于驱动小滑车滑动，所述定时器、位移传感器和电机均与微型控制器相连；所述微型控制器用于根据定时器和位移传感器传送的信号，控制电机是否驱动小滑车移动；

所述触发电路板为长条状，安装在塑料轨道槽底部，沿其长度方向上每隔设定距离S2安装一个行程开关，所述行程开关位于塑料轨道槽内，其高度高于小滑车底部，并随小滑车滑动而弯曲触发信号；所述行程开关位于小滑车正下方；

所述服务器用于接收和处理电磁波CT接收器传送的电磁波信号。

2.根据权利要求1所述的基于移动CT辐射的冲击地压监测预警方法，其特征在于，步骤3）具体包括以下步骤：

a）通过带通滤波器对接收到的信号进行过滤，得到0-400HZ的矿震频率，并将接收到的信息分组成一个N×N的二维矩阵；由于电磁波CT接收器每隔T1小时移动一次，每次移动设定距离S1，移动设定距离S1所用时间为T2，因此，电磁波CT接收器接收信号时间的间隔为T=T1+T2，即每隔T时间得到一组N×N数据集，通过该数据集对位置P的电磁波CT接收器每次接收到的波的能量值求平均值：

（1）

其中，n表示电磁波CT发射器的数量，表示电磁波CT接收器接收到的第i个电磁波CT发射器发射的信息；

b）获得位置P电磁波CT接收器接收到的波的能量值的方差：

（2）

其中，k表示电磁波CT接收器接收信号的次数，表示电磁波CT接收器当前接收到的波的能量值的平均值，表示电磁波CT接收器第i次接收到的波的能量值的平均值；和的值均通过公式（1）得出；

所述第k次平均值为电磁波CT接收器当前得到的波的能量值的平均值；

c）通过公式（1）得到位置P第k次与前k-1次的平均值，并将得到的第k次的平均值与前k-1次得到的每个平均值通过公式（2）进行方差计算，然后将得到的方差值与第k-1次求得的方差值通过公式（3）进行归一化处理，得出：

（3）

若，则判断位置P为无冲击地压危险；

若，则判断位置P为弱冲击地压危险；

若，则判断位置P为中等冲击地压危险；

若，则判断位置P为强冲击地压危险。

3.根据权利要求1所述的基于移动CT辐射的冲击地压监测预警方法，其特征在于，两个所述塑料轨道槽之间的距离小于等于15米。