1、ARES-5/E 地音監(jiān)測系統(tǒng)來自波蘭 EMAG 公司的地音監(jiān)測系統(tǒng)天地科技股份有限公司 開采設(shè)計事業(yè)部波蘭 采礦電氣及自動化研究發(fā)展中心2009年2月系統(tǒng)概述ARES-5/E地音監(jiān)測系統(tǒng)是采用地音監(jiān)測法進(jìn)行礦井沖擊危險性評估的專用設(shè) 備，能夠?qū)ΡO(jiān)測區(qū)域范圍內(nèi)的地音事件進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。布置在井下的地音探頭監(jiān)測到 地音事件并將其處理為模擬信號，然后經(jīng)過井下發(fā)射器處理后，由通訊電纜傳輸至地 面。系統(tǒng)可以監(jiān)測震動頻率為281500Hz、能量小于1000J的地音事件，其監(jiān)測范圍 與微震監(jiān)測系統(tǒng)形成了很好的互補(bǔ)。應(yīng)用該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對監(jiān)測區(qū)域內(nèi)較弱震動事件 進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，經(jīng)過系統(tǒng)軟件的統(tǒng)計分析后，可以對監(jiān)測

2、區(qū)域當(dāng)前的危險等級進(jìn)行評 估，并對其下一時段的危險等級進(jìn)行預(yù)測，預(yù)防可能發(fā)生的沖擊危險爭取了寶貴的時 間，對提高沖擊地壓防治工作效率、有效控制沖擊地壓事件的發(fā)生有很大的幫助。系統(tǒng)特點(diǎn)：地面集中供電，無需井下供電；供電與信號傳輸共用一路通信電纜；地面集中控制，系統(tǒng)設(shè)置簡便；系統(tǒng)監(jiān)測精度高，監(jiān)測范圍大，地音探頭布置方便；實(shí)現(xiàn)地音現(xiàn)象的不間斷、持續(xù)測量；GPS 時鐘精確計時；實(shí)時顯示監(jiān)測區(qū)域地音事件統(tǒng)計數(shù)據(jù)；可以對監(jiān)測區(qū)域進(jìn)行沖擊危險等級評價。系統(tǒng)原理地音是煤巖體破裂釋放的能量，以彈性波形式的向外傳遞過程中所產(chǎn)生的聲學(xué)效 應(yīng)。在礦山，地音是由地下開采活動誘發(fā)的，其震動能量一般為0103J；震動頻率

3、高，大約15 03000Hz。相比微震現(xiàn)象，地音為一種高頻率、低能量的震動。大量科 學(xué)研究表明地音是煤巖體內(nèi)應(yīng)力釋放的前兆，利用地音現(xiàn)象與煤巖體受力狀態(tài)的關(guān) 系，可以監(jiān)測到局部范圍內(nèi)未來幾天可能發(fā)生的動力現(xiàn)象。地音監(jiān)測就是應(yīng)用監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)對現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，其監(jiān)測區(qū)域一般集中在主要生 產(chǎn)空間（主要包括回采工作面和掘進(jìn)工作面）。地音監(jiān)測系統(tǒng)的工作原理是：通過提 供統(tǒng)計單位時間監(jiān)測區(qū)域內(nèi)地音事件的數(shù)量和釋放的能量，來判斷監(jiān)測區(qū)域的沖擊危 險等級；經(jīng)過長期監(jiān)測后，可以在已有數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對下一時段內(nèi)監(jiān)測區(qū)域危險等 級進(jìn)行預(yù)測，從而實(shí)現(xiàn)對監(jiān)測區(qū)域的危險性評價和預(yù)警。ARES-5/E井下傳感器對地音事件進(jìn)行

4、實(shí)時監(jiān)測，并將監(jiān)測得到的數(shù)據(jù)發(fā)送到井 下發(fā)射器內(nèi)；發(fā)射器對監(jiān)測信號進(jìn)行放大、過濾后，將其轉(zhuǎn)化為電壓信號后傳送到地 面中心站；地面中心站會對接收到的信號進(jìn)行分類、統(tǒng)計，并將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號， 然后發(fā)送到系統(tǒng)分析軟件內(nèi)；最終，由系統(tǒng)分析軟件根據(jù)實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)對監(jiān)測區(qū)域的 沖擊危險性進(jìn)行綜合評價，并給出相應(yīng)統(tǒng)計圖表。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)地音監(jiān)測技術(shù)涉及計算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)、電子技術(shù)、通信技術(shù)、應(yīng)用數(shù)學(xué)理論 和地球物理學(xué)，是相關(guān)學(xué)科交叉集成的應(yīng)用結(jié)果。ARES-5/E地音監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1 所示，包括以下部分：系統(tǒng)地面部分：安裝在系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析服務(wù)器上的O CENA_WI N軟件。軟件的主要功能是統(tǒng)計地音事件數(shù)量及其

5、釋放的能量，并以此為依據(jù)對監(jiān)測區(qū)域危險等級進(jìn)行評 估；ARES-5/E地面中心站。主要由信號接收模塊、信號處理模塊、TRS-2安全變 壓器及SR15-150-4/11 I供電裝置組成。其功能是接收發(fā)射器發(fā)送的信號，經(jīng) 過數(shù)字化處理及分類統(tǒng)計后，將數(shù)據(jù)發(fā)送到O CENA_WI N軟件進(jìn)行分析。系統(tǒng)井下部分：SP-5.28/E探頭。其功能是實(shí)時監(jiān)測震動信號，并將數(shù)據(jù)發(fā)送至發(fā)射器。N/TSA-5.28/E發(fā)射器。其功能是接收SP-5.28/E探頭監(jiān)測到的信號，經(jīng)過放大、 過濾處理后，通過通信電纜傳輸至地面中心站。ARES-5/E地咅監(jiān)測系統(tǒng)地而中心站SP-5.2K/E地苜曲測探頭圖1 ARES-5/

6、E系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)功能ARES-5/E地音監(jiān)測系統(tǒng)配備了 OCENA_WIN軟件，系統(tǒng)能夠監(jiān)測礦山井下地音 事件，主要提供以下功能：可以將巖體破裂過程中發(fā)出的聲音頻率轉(zhuǎn)化為電信號； 對電信號進(jìn)行放大、過濾并傳輸?shù)降孛嬷行恼?；連續(xù)記錄地音信號并轉(zhuǎn)化為數(shù)字形式；自動監(jiān)測地音事件； 連續(xù)記錄地音事件數(shù)字波動曲線；以報告和圖表形式實(shí)現(xiàn)地音信號處理結(jié)果的可視化；向裝有OCENA_WIN軟件的電腦傳輸數(shù)據(jù)； 通過GPS35-LVS或GPS16-LVS型衛(wèi)星接收器實(shí)現(xiàn)幾個ARES-5/E地面中 心站的同步使用對監(jiān)測區(qū)域進(jìn)行危險等級評價。OCENA_WIN軟件的最低硬件配置要求：CPU： Pentium IV

7、2.4GHz內(nèi)存：512MB RAM硬盤容量：50MB （軟件），500MB （數(shù)據(jù)）操作系統(tǒng)：WINDOWS 98/2000/XP專業(yè)版顯示屏率：1024X768顯示器：19寸液晶顯示器計算機(jī)要求配備可持續(xù)供電4小時的UPS。軟件界面友好，保證用戶方便的使用系統(tǒng)的各個功能，可以直接輸入命令對系 統(tǒng)進(jìn)行操作；同時，系統(tǒng)軟件提供了連續(xù)自動顯示來自中心站記錄信息的功能。用戶可以在現(xiàn)有屏幕上設(shè)置一個新的窗口，如數(shù)據(jù)和平均值每小時的變化，將 一個探頭監(jiān)測得到的能量強(qiáng)度和地音變化的數(shù)據(jù)用不同形式的圖表表示出來，監(jiān)測 曲線每分鐘變化更新一次。時| I E- .I| w IFOCENA_WIN軟件的最低硬件

8、配置要求：CPU： Pentium IV 2.4GHz內(nèi)存：512MB RAM硬盤容量：50MB （軟件），500MB （數(shù)據(jù)）操作系統(tǒng)：WINDOWS 98/2000/XP專業(yè)版顯示屏率：1024X768顯示器：19寸液晶顯示器計算機(jī)要求配備可持續(xù)供電4小時的UPS。軟件界面友好，保證用戶方便的使用系統(tǒng)的各個功能，可以直接輸入命令對系 統(tǒng)進(jìn)行操作；同時，系統(tǒng)軟件提供了連續(xù)自動顯示來自中心站記錄信息的功能。用戶可以在現(xiàn)有屏幕上設(shè)置一個新的窗口，如數(shù)據(jù)和平均值每小時的變化，將 一個探頭監(jiān)測得到的能量強(qiáng)度和地音變化的數(shù)據(jù)用不同形式的圖表表示出來，監(jiān)測 曲線每分鐘變化更新一次。時| I E- .I|

9、 w IF .皿4的石dl曰丨蹈I1 *-3:De*：2De*：3ODeHl譏I向由 詞辱？1缸舷.門毀IB工忡通咖羽3D co kid aroc 空3D naco aa3D mco (mjd iodo iem ii dc ii io jam 12so iico2ama0S；3Q feiM 06 fSi DM O 頤 聞渝 CM tftM1臨 11:( 11-S1 12Mi12S(i 100憾和 低聞Ofc聞 仗逋 苗:迫 區(qū)曲 讎迫能広曲:灼 林瀏 謹(jǐn)712：迫 惱劉盤. IfflflS 1itJBflaEHl25BaHEfKD3E商n.DbA.Eim.DA TSS-.A-321O13*-3

10、fl De*：ODeHl機(jī).沖屮IM.,JsaE/-wfcZ rtiu os；aa ww os fSi o d?-m 卻聞迫廚耐QQ也皿何護(hù)i”ia 4E.0減Cu誡汕廠駙1沁云國門毀1K工ftiliI.Q 申Ejih3財出20 Z 皿ihQ05 3D U M 3D Of DC 37 3D EM H 13 3D 03 DC* MM MDO IDJ II 3D 13 DO I 2 I ICOWM ftWN 30 MM W W iBM WM l(rW IM 11 W ti 旳 12Mi 12SCi 1：iC(iE d i-433 ?3圖2地音事件數(shù)量與能量強(qiáng)度的實(shí)時監(jiān)測曲線圖3為地音監(jiān)測系統(tǒng)軟件處

11、理后輸出的地音事件數(shù)量變化圖，監(jiān)測圖中紅色標(biāo) 注為統(tǒng)計期間發(fā)生的微震事件，并給出了具體的發(fā)生時間和能量級別。圖3地音監(jiān)測結(jié)果統(tǒng)計圖在一段時間數(shù)據(jù)統(tǒng)計的基礎(chǔ)上，通過分析地音事件的發(fā)生規(guī)律，可以對相應(yīng)監(jiān) 測區(qū)域在下一時間段內(nèi)的危險等級進(jìn)行預(yù)測，如圖4所示，圖的右側(cè)區(qū)域即為系統(tǒng) 對不同監(jiān)測區(qū)域危險等級的預(yù)測結(jié)果。圖4地音監(jiān)測系統(tǒng)危險等級預(yù)測界面技術(shù)參數(shù)- 監(jiān)測通道- 8 個（最多可擴(kuò)容至 8 個地面中心站，64 個通道）-如果通信電纜電容W0.6UF、電阻W700Q時，傳輸距- 信號傳輸距離監(jiān)測頻率范圍傳感器- 信號傳輸形式- 信號的最大采樣頻率- 信號傳輸信噪比- 井下設(shè)備安全類型- 傳輸線電壓-

12、 傳輸線電流系統(tǒng)井下部分安全等級系統(tǒng)井下部分防爆等級離 W10 km-28 1500HzSP-5.28/E 探頭數(shù)字式、二進(jìn)制10kHz54 dB地面以下為本質(zhì)安全型32V1V40mAIP 54EExia I （可用于任何瓦斯條件下）設(shè)備配置ARES-5/E地音監(jiān)測系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)配置一覽表序號設(shè)備名稱型號單位數(shù)量1井下探頭SP-5.28/E個82井下發(fā)射器N/TSA-5.28/E個83地面中心站ARES-5/E臺131信號接收模塊OA-5/E個83.2信號處理模塊MI-820個83.3GPS時鐘個14機(jī)柜及配件個15系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理軟件OCENA WIN套16專用工具套37分析計算機(jī)HP商用臺式機(jī)臺18

13、A3彩色打印機(jī)HP彩色打印機(jī)臺19UPS電源（在線式，4小時）臺110通信電纜m若干101礦用聚乙烯絕緣、鋁/聚乙烯粘結(jié)護(hù)層、鍍 鋅鋼絲鎧裝、阻燃聚氯乙烯護(hù)套通信電纜（井筒）MHYA32-20 x2x0.8m若干10.2礦用聚乙烯絕緣、阻燃聚氯乙烯護(hù)套通信電 纜（平巷、斜巷及硐室）MHYV-20 x2x0.8m若干10.3MHYV-4x2x0.8m若干10.4MHYV-2x2x0.8m若干105MHYV-1x2x0.8m若干11煤礦用隔爆型低壓電纜接線盒個若干注：911項用戶自行購買系統(tǒng)報價ARES-5/E 地音監(jiān)測系統(tǒng)報價清單（8 通道）序號商品名稱型號單位數(shù)量單價（元）總價（元）1系統(tǒng)程序

14、服務(wù)器臺12769002769002系統(tǒng)地面站個12.1信號接收器OA-5/E個8875007000002.2備用能量供應(yīng)轉(zhuǎn)換器184700847003機(jī)柜及電纜套144300443004井下信號傳輸裝置N/TSA-5.28/E臺8160501284005地音探頭SP-5.28/E個8129001032006電隔離柵Galvanic個112800128007信號分析軟件OCENA WIN套11000001000008分析計算機(jī)臺1550055009打印機(jī)臺12000200010UPS備用電源臺120002000小計：1459800技術(shù)服務(wù)費(fèi)：350000總計：1809800優(yōu)惠報價：1800000應(yīng)用情況ARES-5/E 地