SOS微震检测系统基本操作与维护-课件

王杰

冲击矿压课题组中国矿业大学煤炭安全与开采国家重点实验室波兰SOS微震监测系统[基本操作与维护]冲击矿压课题组波兰SOS微震监测系统主要内容

系统组成系统构建MUTILOK和SEISGRAM软件基本操作系统软、硬件常见故障及解决方案系统维护注意事项常见问题交流主要内容系统组成图1DLM-SO数据采集器图2记录仪图3分析仪图1检波测量探头1系统组成图1DLM-SO数据采集器图2记录仪图3分析仪图1检鲍店、古城、星村、东滩、济三、赵楼忻州窑砚北、华亭、山寨、陈家沟海孜峻德、富力、南山、兴安、益新桃山河南理工平十一鲍店、古城、星村、东滩、济三、赵楼忻州窑砚北、华亭、山寨、陈岩体震动信号采集、记录和分析；多组波形处理；矿震三维定位和能量计算；积分、微分、滤波和频谱分析等；记录信号报警功能；系统结构简单，操作方便、安全可靠；系统扩展能力强，可由16通道扩展为32通道；“SEISGRAM”和“MULTILOK”软件操作简单，可视化能力强；波形分析，比如：积分、微分、滤波和频谱分析等；检波探头敏感度高，抗干扰能力强，记录的信号准确；多种矿震定位方法；矿震能量计算；除P波首次到达时间需分析人员标定外，其它工作均有计算机完成系统特点

系统功能

岩体震动信号采集、记录和分析；系统结构简单，操作方便、安全可地面监控室井下图5SOS微震监测系统建立示意图防雷删2

系统构建图

地面监控室井下图5SOS微震监测系统建立示意图防雷删SOS微震检测系统基本操作与维护_课件SOS微震检测系统基本操作与维护_课件-800水平-500水平优化模拟云图-800水平-500水平优化模拟云图选几个通道参与定位更准确？选几个通道参与定位更准确？图3-1波形文件数据处理流程图

SOS微震监测系统包括MUTILOK和SEISGRAM两套软件，以及随后由矿大自主开发的plot、三维可视化、Surfer软件等组成。其主要完成对波形文件的数据和数据库文件的后处理，并最后以报表的形式直观的反应出开采工程出现的震动信息。下图表示了一个波形文件完成数据处理的流程。3软件操作图3-1波形文件数据处理流程图SOS微震监测系统包括MUStep1路劲设置图3-4“工作目录”设置SOS波形文件以“.w”格式保存在指定文件夹，定位之前首先运行软件（SESIGRAM、MUTILOK），设置好文件的读取路劲，然后可直接调用打开波形文件。如左图3-4所示Step1路劲设置图3-4“工作目录”设置SOS波形Step2Pp波形标记将已打开的波形文件开始P波初始到达标记，采用“先粗后细”的理念，对有明显起伏变化的所有通道先粗略的标记上Pp，再利用SESIGRAM软件中的界面缩放控件对波形文件Pp标记仔细调试，找出准确的起伏变化拐点。且参照MUTILOK软件对所选通道对应的测站浏览评估作为参考。一般，以所选通道对应的测站构成区域性分布为主。图3-5波形文件Pp标记Step2Pp波形标记将已打开的波形文件开始P波初始到Step3定位后误差分析

完成波形P波标记后，MUTILOK软件提供了P波标记时间误差判断功能，对所有标记过的通道均提供一个误差值，以“+、—”数值表示其偏离程度其中，表格中“+”值表示所标时间值偏后，在调节中应向前移动Pp标记，相反，“—”值偏差所表示时间值靠前，在调节中应向后移动Pp标记。这一过程持续反复调节，是误差值控制在+10以内。

图3-6定位后时间误差分析窗口Step3定位后误差分析完成波形P波标记后，MUStep4能量计算SESIGRAM软件能量计算采用振幅谱和积分的形式计算，需要进一步完成对Pk、Sp、Sk的标记才能构成时间段，SESIGRAM将自动完成标记。在“MULTILOK”软件中，微震能量的计算是通过记录和校正震动参数的真实值这一基本方法来实现的，算发包括以下三个主要步骤：—计算能量密度—参考球系的能量密度转换—微震能量的最终计算U－能量流密度矢量n－表面积为S的微元dS的一元法向矢量

-介质密度c

–

波的传播速度v

–震动速率振幅

-波组震动持续时间i=P,Sk=1,2,.....F(r)=(2r)2ne(2r-1)

对于P波：np=1.083;

p=0.0189km-1对于S波：ns=1.067;s=0.0165km-1.其中Step4能量计算SESIGRAM软件能量计算采用Step5计算结果编辑右图所示为工作表编辑窗口，完成波形文件数据处理后可对计算结果进行编辑，在编辑栏中包括“位置、巷道、煤层”等可详细编辑。同时可对数据库文件进行采用软件提取，可供后续研究使用。

Step5计算结果编辑右图所示为工作表编辑窗口，完成波形二、系统硬件故障及维护SOS微震检测系统基本操作与维护_课件SOS微震检测系统基本操作与维护_课件1防雷栅正确安装齐纳安全栅安装在安全区。非本安端最大允许电压为250VAC/DC并不得有振动、冲击、无大电流和火花等电磁感应影响及周围环境中无强烈腐蚀的场所。采用汇流条安装方式。齐纳安全栅本安端电路和非本安端电路配线，不得接错和混淆。本安导线和非本安导线在汇线槽中应分开敷设，采用各自保护管。本安导线选用蓝色做为本安标记。齐纳安全栅的本安侧，不允许混有起它电源，包括其他本安电流的电源。禁止使用安全栅地线进行电焊强流操作。1防雷栅正确安装齐纳安全栅安装在安全区。非本安端最大允许电2.1采集器过载保护（

短路）

在整个系统运行的过程中，采集器及承担信号的采集，同时也肩负对整个井下传感器的输电。由于电压不稳定、断路、短路等问题，常常会引起采集器出现故障。整个采集器从外部电输入到内置电路板，均有保护电路部分对整个系统做保护。下图分别表示采集器过载保护和电路板保护部分电路2.1采集器过载保护（短路）在整个系统运行的过程中3GPS时钟天线（

驱动安装）GPS时钟主要对记录仪时间做调节，接收卫星信号定期对计算机时间更新。在使用过程中常会出现GPS软件运行停止问题，下面就GPS出现该问题的解决方案。Step1打开GPS程序，如下图所示：Step2点击程序界面的“Settings”控件，打开setup参数设置对话框3GPS时钟天线（驱动安装）GPS时钟主要对记录仪时间做Step3找到GPS天线对应的接口

右键单击“我的电脑”—-打开“属性”—-打开“设备管理器”—找到“端口（COM和LPT）”选项（如图蓝色选中区域），将该选项中的COM6或者COM1等等对应的把GPS参数设置对话框中Port设置成相应的端口。如下两图均为COM6：3GPS时钟天线（

驱动安装）Step3找到GPS天线对应的接口右键单击“我的电脑”3GPS时钟天线（

驱动安装）Step4端口设置完，紧接着将Setup对话框中的“Baudrate”选项设置为“4800”Step5设置后参数后，点击“ok”控件，即可完成。运行程序后正确界面如上图所示：3GPS时钟天线（驱动安装）Step4端口设置完，紧接4利用万用表测试检波测量探头在拾振器安置之前，需对拾振器是否损毁、是否能良好运行进行监测，外表有无损毁可直接通过观察便知，下面所述为利用万用表检测拾振器内置电路是否正常的方法。测试拾振器电阻值（正常100―200Ω）20mA直流档串联测试供电电流值（正常12mA左右）50V电压档测采集器输出电压（正常在18―47V）4利用万用表测试检波测量探头在拾振器安置之前，需对拾振器是5波形图其中某一通道或者几个通道同时显示不正常

采集器BNC插头处MUTILOK软件的“记录菜单”没有设置将万用表旋到直流电压档20V，红黑表笔分别接到BNC插头的两极，然后另一侧接探头，垂直上下晃动探头，观察万用表的读数应是否在10V左右，若在为正常，否则需要检修BNC插头；设置“记录菜单”中的“通道设置”选项，并保存设置；故障原因解决方案5波形图其中某一通道或者几个通道同时显示不正常采集器B6波形图所有通道显示一条直线（采集站所有显示灯不亮）

电源接口处供电是否正常

采集器电路板是否烧毁采集器前端电路保险丝是否完好

采集器是微震系统的核心部分，承担着信号的采集和发送，所以采集器工作是否正常关系重大。根据出现的问题，逐次排查，首先从整个外围的电源设备检查是否有所短路、断路、电源线老化或者人为导致线路出现故障等等，若线路有问题，应组织矿上相关人员及时解决。接下来从采集器电路板排查出现故障的原因。“sos”微震监测系统采集器采用了多重电路保护。在排查电路板时我们应先从保护电路开始逐次检查。保护电路主要检查保险丝是否被烧毁，若保险丝熔断，系统将断路停止工作，这时我们应更换保险丝。注意：必须是同一型号的保险丝。

故障原因解决方案6波形图所有通道显示一条直线（采集站所有显示灯不亮）电8记录仪主板或者电源受损

磁盘坏道或者内存条松动鲍店煤矿记录仪在运行阶段出现蓝屏，硬盘指示灯显示不正常等问题。一般这类问题主要由于硬盘坏道和内存条松动引起。建议拆机后将内存条取下，清刷后在重新插入。更换坏道的硬盘，注意更换后的硬件应型号匹配。负责在使用的过程中容易出现故障。故障原因解决方案7记录仪蓝屏，硬盘指示灯显示不正常计算机主板和电源需专业计算机人员诊断受损元件，具体维修将由专业维修人员完成。8记录仪主板或者电源受损磁盘坏道或者内存条松动鲍店煤9双基色二极管（采集器灯变绿）9双基色二极管（采集器灯变绿）9双基色二极管（采集器灯变绿）9双基色二极管（采集器灯变绿）10拾震器安装

垂直进行安装，安装在嵌入深于1m以上的与钻孔孔壁胶结的螺栓（锚杆）之上。螺栓（锚杆）嵌入的深度应适当选择，以便紧固在上面的拾震器不会从钻孔中伸出。在嵌入与固定拾震器的操作过程中，垂直安装（垂直拾震器）偏离度应小于10º。

注意事项：锚杆的螺距需与拾震器的螺纹螺距吻合；拾震器安装位置应避开积水、顶帮围岩破碎地段；拾震器安装位置应避开车辆频繁来往地段；为避免过往人员碰撞拾震器，可在巷帮挖一凹槽，将拾震器布置在凹槽内，也可将拾震器安装在人员不易到达的硐室内。10拾震器安装垂直进行安装，安装在嵌入深于1m以上的与钻11拾震器保护装置

11拾震器保护装置三、MUTILOK&SESISGRAM常见问题SOS微震检测系统基本操作与维护_课件1.

MUTILOK平面图上测站坐标的消失

在现已安装的几套微震监测系统中，曾多次出现了测站坐标从MUTILOK平面图上的消失的问题，最早在山东古城煤矿所使用的系统中出现。一般出现这一问题的根本原因在于软件与操作系统数据库的不完全兼容上。因为，目前国内大多数矿办公采用非正版操作系统，致使类似调用数据库类的软件在运行中容易出现不兼容的问题。对已设置好的C：/盘目录下的“SOS”文件夹定期做好备份。一旦出现测站坐标从平面图上消失问题，从已备份好的文件夹中复制program.dat和MUTILOK.exe文件对其做复制替换处理，保存后再重新打开MUTILOK软件，这样可以使测站坐标恢复。

问题描述：

解决方法：1.MUTILOK平面图上测站坐标的消失在现已安装2MUTILOK平面图上测站坐标的增、舍

问题描述：

随着井田的开采，需要对微震监测区域重新布控，这时需对传感器的位置做调整，与此同时，MUTILOK软件中平面矿图的测站坐标、测站名称和测站数目应做相应的增、舍。

解决方法：打开MUTILOK软件中“设定系统参数”对话框，在“测站数”一栏中可对测站数目进行编辑，大多数矿井目前使用的测站数目多是16个，如若井下测站数目有所变动，按实际情况修改测站数目。同时对修改后的文件保存。2MUTILOK平面图上测站坐标的增、舍问题描述：随3记录仪不记录数据记录仪在系统启动的同时，PCL数据采集卡的启动承担着所有数据的采集，后拽值决定了软件的启动时间以及空间。一旦出现记录仪不记录数据问题，我们可尝试修改增大采集软件的启动时间。3记录仪不记录数据记录仪在系统启动的同时，PCL数据采集4矿图更新（mapa.dat程序编辑）随着采煤和掘进工作面的开拓，我们应该不定期的更新MUTILOK平面矿图，使图中显示与井下开采相对应。这其中包括主要巷道、主采工作面、掘进巷道等不定期的更新和标注。目前，好多安装有微震监测系统的矿仍沿用安装初期所使用的平面图。

注意：

mapa.dat文件中涵盖了MUTILOK矿图显示的全部数据库，所以在更新矿图之前，要对以前mapa.dat文件做好备份，避免因操作失误时可以还原回来。

A．多段线B．封闭的填充轮廓（轮廓线为直线）C．文本D．椭圆以及圆形轮廓填充编辑内容4矿图更新（mapa.dat程序编辑）随着采煤和掘4类型

颜色

线条宽度

数量填充类型

填充颜色X1Y1X2Y2........XnYn1类型

颜色

线条宽度

个数X1Y1X2Y2........XnYnA．多段线B．封闭的填充轮廓语法结构(MAPA.DAT更新文件)

1定义了实体的类型，即多段线。4类型颜色线条宽度数量填充类型填充颜色X1Y113XY高度

角度

类型

颜色

样式文本5XYX方向半径

Y方向半径

类型

颜色填充类型、填充颜色C．文本D．椭圆以及圆形轮廓填充语法结构(MAPA.DAT更新文件)

3XY高度角度类型颜色样式文本5XY椭圆、圆的绘制矿图标注多段线封闭填充椭圆、圆的绘制矿图标注多段线封闭填充4.滤波器的设置及作用滤波是将信号中特定波段频率滤除的操作，是抑制和防止干扰的一项重要措施。在信电工程里,所有的元件可以归纳为三类最基本的元件,即电阻,电感和电容.电阻的阻值与交流电的频率无关.电感的阻值(称为感抗)Xl=2πfL,即与交流电的频率成正比.频率越高,感抗越大.电容元件则与电感元件相反,它的容抗Xc=1/2πfC,即与交流电频率反比.因此,电气工程上,常利用LC元件对不同频率交流电量的电抗不同,对交流电进行分流,称为滤波.按不同功能,滤波器通常分三类:低通,高通,