地音监测系统

1、ARES-5/E 地音监测系统来自波兰 EMAG 公司的地音监测系统天地科技股份有限公司 开采设计事业部波兰 采矿电气及自动化研究发展中心2009年2月系统概述ARES-5/E地音监测系统是采用地音监测法进行矿井冲击危险性评估的专用设 备，能够对监测区域范围内的地音事件进行实时监测。布置在井下的地音探头监测到 地音事件并将其处理为模拟信号，然后经过井下发射器处理后，由通讯电缆传输至地 面。系统可以监测震动频率为281500Hz、能量小于1000J的地音事件，其监测范围 与微震监测系统形成了很好的互补。应用该系统可以实现对监测区域内较弱震动事件 进行实时监测，经过系统软件的统计分析后，可以对监测

2、区域当前的危险等级进行评 估，并对其下一时段的危险等级进行预测，预防可能发生的冲击危险争取了宝贵的时 间，对提高冲击地压防治工作效率、有效控制冲击地压事件的发生有很大的帮助。系统特点：地面集中供电，无需井下供电；供电与信号传输共用一路通信电缆；地面集中控制，系统设置简便；系统监测精度高，监测范围大，地音探头布置方便；实现地音现象的不间断、持续测量；GPS 时钟精确计时；实时显示监测区域地音事件统计数据；可以对监测区域进行冲击危险等级评价。系统原理地音是煤岩体破裂释放的能量，以弹性波形式的向外传递过程中所产生的声学效 应。在矿山，地音是由地下开采活动诱发的，其震动能量一般为0103J；震动频率

3、高，大约15 03000Hz。相比微震现象，地音为一种高频率、低能量的震动。大量科 学研究表明地音是煤岩体内应力释放的前兆，利用地音现象与煤岩体受力状态的关 系，可以监测到局部范围内未来几天可能发生的动力现象。地音监测就是应用监测网络对现场进行实时监测，其监测区域一般集中在主要生 产空间（主要包括回采工作面和掘进工作面）。地音监测系统的工作原理是：通过提 供统计单位时间监测区域内地音事件的数量和释放的能量，来判断监测区域的冲击危 险等级；经过长期监测后，可以在已有数据的基础上，对下一时段内监测区域危险等 级进行预测，从而实现对监测区域的危险性评价和预警。ARES-5/E井下传感器对地音事件进行

4、实时监测，并将监测得到的数据发送到井 下发射器内；发射器对监测信号进行放大、过滤后，将其转化为电压信号后传送到地 面中心站；地面中心站会对接收到的信号进行分类、统计，并将其转化为数字信号， 然后发送到系统分析软件内；最终，由系统分析软件根据实时监测数据对监测区域的 冲击危险性进行综合评价，并给出相应统计图表。系统结构地音监测技术涉及计算机技术、软件技术、电子技术、通信技术、应用数学理论 和地球物理学，是相关学科交叉集成的应用结果。ARES-5/E地音监测系统结构如图1 所示，包括以下部分：系统地面部分：安装在系统数据分析服务器上的O CENA_WI N软件。软件的主要功能是统计地音事件数量及其

5、释放的能量，并以此为依据对监测区域危险等级进行评 估；ARES-5/E地面中心站。主要由信号接收模块、信号处理模块、TRS-2安全变 压器及SR15-150-4/11 I供电装置组成。其功能是接收发射器发送的信号，经 过数字化处理及分类统计后，将数据发送到O CENA_WI N软件进行分析。系统井下部分：SP-5.28/E探头。其功能是实时监测震动信号，并将数据发送至发射器。N/TSA-5.28/E发射器。其功能是接收SP-5.28/E探头监测到的信号，经过放大、 过滤处理后，通过通信电缆传输至地面中心站。ARES-5/E地咅监测系统地而中心站SP-5.2K/E地苜曲测探头图1 ARES-5/

6、E系统结构图系统功能ARES-5/E地音监测系统配备了 OCENA_WIN软件，系统能够监测矿山井下地音 事件，主要提供以下功能：可以将岩体破裂过程中发出的声音频率转化为电信号； 对电信号进行放大、过滤并传输到地面中心站；连续记录地音信号并转化为数字形式；自动监测地音事件； 连续记录地音事件数字波动曲线；以报告和图表形式实现地音信号处理结果的可视化；向装有OCENA_WIN软件的电脑传输数据； 通过GPS35-LVS或GPS16-LVS型卫星接收器实现几个ARES-5/E地面中 心站的同步使用对监测区域进行危险等级评价。OCENA_WIN软件的最低硬件配置要求：CPU： Pentium IV

7、2.4GHz内存：512MB RAM硬盘容量：50MB （软件），500MB （数据）操作系统：WINDOWS 98/2000/XP专业版显示屏率：1024X768显示器：19寸液晶显示器计算机要求配备可持续供电4小时的UPS。软件界面友好，保证用户方便的使用系统的各个功能，可以直接输入命令对系 统进行操作；同时，系统软件提供了连续自动显示来自中心站记录信息的功能。用户可以在现有屏幕上设置一个新的窗口，如数据和平均值每小时的变化，将 一个探头监测得到的能量强度和地音变化的数据用不同形式的图表表示出来，监测 曲线每分钟变化更新一次。时| I E- .I| w IFOCENA_WIN软件的最低硬件

8、配置要求：CPU： Pentium IV 2.4GHz内存：512MB RAM硬盘容量：50MB （软件），500MB （数据）操作系统：WINDOWS 98/2000/XP专业版显示屏率：1024X768显示器：19寸液晶显示器计算机要求配备可持续供电4小时的UPS。软件界面友好，保证用户方便的使用系统的各个功能，可以直接输入命令对系 统进行操作；同时，系统软件提供了连续自动显示来自中心站记录信息的功能。用户可以在现有屏幕上设置一个新的窗口，如数据和平均值每小时的变化，将 一个探头监测得到的能量强度和地音变化的数据用不同形式的图表表示出来，监测 曲线每分钟变化更新一次。时| I E- .I|

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11、理后输出的地音事件数量变化图，监测图中红色标 注为统计期间发生的微震事件，并给出了具体的发生时间和能量级别。图3地音监测结果统计图在一段时间数据统计的基础上，通过分析地音事件的发生规律，可以对相应监 测区域在下一时间段内的危险等级进行预测，如图4所示，图的右侧区域即为系统 对不同监测区域危险等级的预测结果。图4地音监测系统危险等级预测界面技术参数- 监测通道- 8 个（最多可扩容至 8 个地面中心站，64 个通道）-如果通信电缆电容W0.6UF、电阻W700Q时，传输距- 信号传输距离监测频率范围传感器- 信号传输形式- 信号的最大采样频率- 信号传输信噪比- 井下设备安全类型- 传输线电压-

12、 传输线电流系统井下部分安全等级系统井下部分防爆等级离 W10 km-28 1500HzSP-5.28/E 探头数字式、二进制10kHz54 dB地面以下为本质安全型32V1V40mAIP 54EExia I （可用于任何瓦斯条件下）设备配置ARES-5/E地音监测系统标准配置一览表序号设备名称型号单位数量1井下探头SP-5.28/E个82井下发射器N/TSA-5.28/E个83地面中心站ARES-5/E台131信号接收模块OA-5/E个83.2信号处理模块MI-820个83.3GPS时钟个14机柜及配件个15系统数据处理软件OCENA WIN套16专用工具套37分析计算机HP商用台式机台18

13、A3彩色打印机HP彩色打印机台19UPS电源（在线式，4小时）台110通信电缆m若干101矿用聚乙烯绝缘、铝/聚乙烯粘结护层、镀 锌钢丝铠装、阻燃聚氯乙烯护套通信电缆（井筒）MHYA32-20 x2x0.8m若干10.2矿用聚乙烯绝缘、阻燃聚氯乙烯护套通信电 缆（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煤矿用隔爆型低压电缆接线盒个若干注：911项用户自行购买系统报价ARES-5/E 地音监测系统报价清单（8 通道）序号商品名称型号单位数量单价（元）总价（元）1系统程序

14、服务器台12769002769002系统地面站个12.1信号接收器OA-5/E个8875007000002.2备用能量供应转换器184700847003机柜及电缆套144300443004井下信号传输装置N/TSA-5.28/E台8160501284005地音探头SP-5.28/E个8129001032006电隔离栅Galvanic个112800128007信号分析软件OCENA WIN套11000001000008分析计算机台1550055009打印机台12000200010UPS备用电源台120002000小计：1459800技术服务费：350000总计：1809800优惠报价：1800000应用情况ARES-5/E 地