[发明专利]以太网总线式煤与瓦斯突出微震声发射集成监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种监测系统，特别地，该监测系统用于煤矿领域进行煤与瓦斯突出的监测。

背景技术

在煤矿开采过程中，经常会遇到一种灾害——煤与瓦斯突出，这是煤和瓦斯在瞬间大量涌出的一种动力现象，常常造成大量人员伤亡。在我国就曾发生过多起煤与瓦斯突出所造成的群体性伤亡事故。该现象的发生机理目前尚未明了，而煤与瓦斯突出监测仍然是世界难题。

目前，利用煤岩体断裂振动发出的弹性波进行煤与瓦斯突出监测预警是正在研究的热点问题。煤岩体断裂会发出不同频率的弹性波。有的弹性波频率较高、振幅较大，这种高频弹性波一般称为声发射信号。有的弹性波频率较低、振幅较小，这种低频弹性波一般称为微震信号。目前已经研制出用于进行煤与瓦斯突出监测的声发射传感器，但用于对煤与瓦斯突出时所出现的微震信号进行接收监测的微震传感器则开发较少。

一般而言，声发射传感器一般只能用于接收监测声发射信号，而对频率较低且振幅较小的微震信号则接收效果较差，甚至在接收过程中很容易漏掉这些微震信号。

由于煤岩体断裂过程中发出的弹性波振幅、频率均不相同，其中必然夹杂着大量声发射信号和微震信号。由于现有技术对微震信号接收效果较差甚至容易漏掉，因此就会对煤与瓦斯突出的监测产生非常不利的影响，从而无法地对煤与瓦斯突出进行准确预警。

发明内容

本发明对监测预警系统进行了改进，旨在克服上文所述的现有技术中的诸多缺陷。

具体而言，本发明提供一种以太网总线式煤与瓦斯突出微震声发射集成监测系统，该系统包括声发射信号采集系统、微震信号采集系统、信号集成系统，其中，声发射信号采集系统接收声发射信号，并对声发射信号进行采集分析处理，从而形成声发射采集信号数据；微震信号采集系统接收微震信号，并对微震信号进行采集分析处理，从而形成微震采集信号数据；声发射采集信号数据和微震采集信号数据并行地发送给信号集成系统，信号集成系统对声发射信号分析数据和微震信号分析数据进行集成，形成集成信号并输出该集成信号进行监测预警分析。

优选地，声发射信号采集系统包括声发射信号敏感元件、第一前置放大器、带通滤波器、第一模数转换器、第一数据采集器，声发射信号敏感元件灵敏地感测到声发射信号并进行接收，第一前置放大器对所接收到的声发射信号进行前置增益放大，从而形成声发射放大信号。然后将声发射放大信号传递到带通滤波器进行滤波，从而形成声发射滤波信号，声发射滤波信号传送到第一模数转换器进行模数转换，从而形成声发射数字信号，声发射数字信号随后被传送给第一数据采集器，由第一数据采集器进行采集处理，从而形成所述声发射采集信号数据。

更优选地，微震信号采集系统包括微震信号敏感元件、第二前置放大器、低通滤波器、第二模数转换器、第二数据采集器，微震信号敏感元件首先灵敏感测到微震信号并进行接收，第二前置放大器对所接收到的微震信号进行前置增益放大，从而形成微震放大信号，微震放大信号传递到低通滤波器进行滤波，从而形成微震滤波信号，微震滤波信号传送到第二模数转换器进行模数转换，从而形成微震数字信号，微震数字信号随后被传送给第二数据采集器，由第二数据采集器进行采集处理，从而形成微震采集信号数据。

优选地，集成信号通过总线输出到分析设备。

优选地，声发射信号和微震信号均来自煤岩体断裂过程中发出的弹性波。

本发明的上述系统能够并行接收微震信号和声发射信号，从而对煤岩振动发出的弹性波强弱信号进行全面覆盖采集，极大地减少了遗漏信号，因此可以较为完整地进行监测预警，有效地提高了监测预警的准确性和精确性。

附图说明

图1示出了根据本发明的以太网总线式煤与瓦斯突出微震声发射集成监测系统的结构框图；

图2示出了根据本发明一优选实施例的以太网总线式煤与瓦斯突出微震声发射集成监测系统的结构框图。

具体实施方式

在下文中，相同的附图标记指代相同的元件。

本发明考虑采用两套数据采集系统分别同时采集声发射信号和微震信号，然后将这两类数据集成为总线信号进行传输，例如通过以太网进行传输。