所属领域

安全应急

技术成熟度

成熟

应用行业

工矿

合作方式

校企合作

成果概况

针对煤矿井下受采动影响可能发生大能量矿震造成冲击地压等煤岩动力灾害的问题，以及传统的微震监测技术监测信号频带窄、监测距离近、监测系统自动化程度低的缺点，结合前沿的信息技术、计算机技术、传感器技术和灾害智能预警分析技术，综合利用岩土力学、声学、地震学、地球物理学原理和强大的软件分析功能提出了多波微震监测技术并开发了多波微震监测系统。该技术采用宽频振动传感器，包含国外微震及地音系统的监测带宽；传感器由地面远距离供电，不受井下电源断电影响；根据传感器的布置范围和密度，可兼具全矿井自动监测及工作面区域性高精度自动监测。该技术集成了自动滤波、到时拾取、定位算法，实现了对震源位置、能量、震级的全自动计算和显示。并基于煤岩动力灾害的时空演化特征及规律，采用临界值和动态趋势综合预警算法，实现了对煤岩动力灾害的自动监测、时空预警。

关键技术

系统特点：

1. 安装维护方便，稳定性高：传感器可直接固定在井下锚杆，不受方向性限制；除传感器外主要设备均在地面，由地面集中监测，集中长距离本安供电，不受井下电源断电影响，具有故障自诊断功能。

2. 监测频带宽：传感器为宽频或多频，监测系统为宽频带，包含国外微震及地音系统的监测带宽。

3. 自动化程度高：系统自动化程度高，能够实现自动滤波，对干扰信号进行过滤、除噪，自动筛选有效信号；能够自动拾取微震波形开始时刻、结束时刻，并完成震源位置、能量、震级自动计算和显示；能够自动进行监测预警。

4. 定位精度高：由4种方法优化定位分析，系统的最终定位精度高（水平定位误差 ≤ ±10m，垂直定位误差 ≤ ±20m），并对定位误差有定量提示。

5. 预警分析有针对性：信号分析及预警是基于煤岩动力灾害的时-空演化特征及规律，采用临界值和动态趋势法综合预警，准确率高。

6. 适用性强：根据传感器的布置范围及密度，可兼具全矿井自动监测及工作面区域性高精度自动监测。

7.  灵活性高：可根据用户需求对系统软件生成报表进行修改，可导入其他监测指标统一生成报表，方便对比分析；可满足不同层次人员的需求，各主要功能均实现智能化，操作更加简便快捷。

8. 可扩展性好：系统可扩展性好，既可以根据现场需求扩展通道进行大范围、高精度监测，也可以与相关的声电监测设备联合进行综合集成监测，并可实现实时数据远程传输、查看。

系统主要功能：

1. 系统可实现震动信号的同步采集及远距离传输，并具有自动滤波功能，可以自动拾取微震波形开始时刻、结束时刻，并可以根据需求灵活调整；

2. 系统可以实现对矿震事件的自动、精确定位及能量、震级计算，可兼具全矿井自动监测及工作面区域性高精度自动监测；

3. 系统实现了多种参数多尺度统计，例如强度、振铃、能量、震级等，并可以自主选择统计范围和统计尺度；

4. 系统实现了矿用CAD图的自动导入及震源位置在CAD图上的自动显示；并可以选择时间范围，实现该时间段震源事件的动态回放。

应用领域和市场前景

多波微震监测系统已成功应用于黑龙江龙煤集团集贤煤矿、中国矿业大学等多对煤矿及科研单位，系统的应用可以实现对矿震事件的自动、精确定位及能量、震级计算，进而对冲击地压、煤与瓦斯突出等煤岩动力灾害进行监测预警，对保证煤矿安全高效生产具有重大意义，经济和社会效益显著。