微震與電磁法耦合的礦井水害監(jiān)測預警系
武漢長盛煤安科技有限公司微震與電磁法耦合的礦井水害監(jiān)測預警系統(tǒng)是由中國礦業(yè)大學北京煤礦水害
防治工程技術研究中心及武漢長盛煤安科技有限公司聯(lián)合研制的一套多參數(shù)、一體化、綜
合的監(jiān)測預報系統(tǒng)。該系統(tǒng)能實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時自動采集、自動分析、自動定位等；并能獲取
災害孕育全過程的信息、特征和規(guī)律，為監(jiān)測范圍內巖體穩(wěn)定性評估、災害預警預報提供
依據(jù)。其成果已獲發(fā)明 1 項，中國地質學會科技進展獎 1 項，科技進步
二等獎 1 項。
該監(jiān)測系統(tǒng)是通過觀測分析巖石活動過程中所產(chǎn)生的巖體聲發(fā)射、微小地震與及伴生
的電磁脈沖信號來監(jiān)測巖體活動的過程及地下巖體的地球物理特征。在采動區(qū)的巷道內布
置多組檢波器，實時采集微震與電磁信號，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后，采用震動定位原理和各種計
算分析方法，可以確定巖體破裂發(fā)生的強度及空間位置，并在三維空間上顯示出來。因此，
利用聲發(fā)射、微震與電磁耦合多參數(shù)一體化綜合監(jiān)測技術與傳統(tǒng)的技術相比，具有以下優(yōu)
點：
●  實時監(jiān)測，能夠及時發(fā)現(xiàn)微地震事件并確定其位置；
●  動態(tài)監(jiān)測，可實現(xiàn)長時間的連續(xù)監(jiān)測；
●  空間監(jiān)測，可在觀測的范圍內進行三維空間定位；
●  瓦斯水害監(jiān)測，利用微震與電磁耦合監(jiān)測可以監(jiān)測微震發(fā)生時是否有瓦斯水害發(fā)生。
微震與電磁法耦合的礦井水害監(jiān)測預警系統(tǒng)主要由硬件和軟件兩部分構成：
硬件部分：主要包括特制傳感器、采集儀、環(huán)網(wǎng)交換機和數(shù)據(jù)服務器，拓撲結構如圖1所
示；
軟件部分：主要包括采集儀配置軟件、采集儀通訊軟件、聲發(fā)射微震電磁系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸軟
件、聲發(fā)射微震電磁系統(tǒng)配置、波形實時動態(tài)監(jiān)測軟件、圍巖災害孕育過程微震信
息實時辨識與分析軟件、圍巖災害孕育過程信息三維動態(tài)。

圖1  微震與電磁法耦合的礦井水害監(jiān)測預警系統(tǒng)圖
微震與電磁法耦合的礦井水害監(jiān)測預警系統(tǒng)主要功能包括：

●  微震與電磁信號 24 小時實時無遺漏采集；
●  微震與電磁信號自動濾波與識別；
●  P 波和 S 波自動拾取；
●  微震源自動定位；
●  微震源精細定位；
●  連續(xù)歷史信號查詢；
●  震動與電磁信號自動繪圖；
●  信號采集模式選擇；
●  定位信息與災害風險區(qū)三維動態(tài)顯示；
●  采集儀配置；
●  微震與電磁系統(tǒng)配置；
●  數(shù)據(jù)流監(jiān)控、端口配置與監(jiān)控；
●  微震與電磁波形實時顯示（虛擬示波器）；
圖2  聲發(fā)射微震電磁一體化監(jiān)測主機
●能量、轉角頻率、體變勢、*、震源半徑、震級、視體積、視應力等地震學參
數(shù)自動計算。
基本參數(shù)主機
外形尺寸記錄單元箱   22×16×12cm主機類型單片機
處理器DSP 數(shù)據(jù)處理  1.2GHz
內存256MB
硬盤16GB
重量記錄單元箱  5.0kg 本安型 12 伏電源 3.0kg顯示器3.0”  TFT,600x200dpi
電源外接電源 127～250  伏交流,內置可充 電電池，12 伏直流,  12.0Ah操作系統(tǒng)Windows  XP  專業(yè)版(中文)
連接方式光纖
防護標準設備箱關閉（運輸／存放IP67  防水機身材料不銹鋼機身  (IP54)
工作溫度0℃～+50℃，相對濕度  30～80%
記錄單元操作和分析軟件技術參數(shù)
接收器端口12數(shù)據(jù)采集●  采樣間隔：31.25?s、62.5?s,125?s 250?s、 ●  記錄長度：小  451.1ms，大 1808.5ms
記錄道數(shù)●  9 道地震信號 ●  3 道電磁信號
記錄單元操作和分析軟件技術參數(shù)
采樣間隔31.25?s、62.5?s,125?s、250?s、微震數(shù)據(jù) 處理●  道數(shù)：1-9 ●  處理流程： ·  數(shù)據(jù)長度設置 ·  帶通濾波 ·  初至拾取 ·  拾取處理 ·  P、S  波分離 ·  速度分析 ·  微震數(shù)據(jù)定位
記錄帶寬10000Hz,5000Hz
模數(shù)轉換24  位
記錄長度2048  樣點
大輸入信號±10Vpp
動態(tài)范圍120dB
微震靈敏度1000  mV/g±5%
頻率范圍0.5～15000Hz
響應頻率20kHz
橫向靈敏度>1%
工作溫度0℃～+65℃
磁傳感器參數(shù)
參數(shù)主要指標
測量范圍4 ±9.5×10 nT
帶寬DC～100Hz
噪聲典型值：5nT
漂移≤  1nT/h（常溫條件下）
數(shù)據(jù)更新率1～50Hz
非線性度≤0.1%
功耗電流典型值：35mA
尺寸30×30×103mm
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