專利名稱：地下金屬礦山穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)用的數(shù)據(jù)采集儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，特別是涉及一種地下金屬礦山監(jiān)測(cè)的應(yīng)力自 動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集裝置。
背景技術(shù)：
礦山地壓是礦山生產(chǎn)活動(dòng)中一種常見(jiàn)的自然現(xiàn)象。地壓活動(dòng)經(jīng)常引起采場(chǎng)頂板大 面積冒落、巷道坍塌、地表沉陷等事故，直接威脅井下作業(yè)人員和設(shè)備的安全，造成資源的 浪費(fèi)，破壞地面建筑物及環(huán)境。目前，隨著我國(guó)金屬礦山開(kāi)采深度不斷增加，開(kāi)采遺留的空 區(qū)體積日益加大，地壓也日趨嚴(yán)重，不僅導(dǎo)致礦石損失率增加，同時(shí)也給采礦生產(chǎn)帶來(lái)極大 安全隱患。因此，利用和控制好地壓，對(duì)于確保安全、經(jīng)濟(jì)、高效地開(kāi)采地下礦產(chǎn)資源，預(yù)防 地質(zhì)災(zāi)害，具有重要意義。地壓顯現(xiàn)及程度基本取決于地質(zhì)條件和采礦的工程條件。由于工程巖體是在特定 賦存環(huán)境下(地應(yīng)力、地下水、地溫等)的非連續(xù)、非均質(zhì)、各向異性體，其力學(xué)形態(tài)或本構(gòu) 關(guān)系表現(xiàn)出非常復(fù)雜的非線性，使得目前乃至相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)都難以通過(guò)數(shù)值計(jì)算的方法 得到與工程實(shí)際完全相符的穩(wěn)定性定量結(jié)果，也就是說(shuō)，采礦工程地壓?jiǎn)栴}必須通過(guò)現(xiàn)場(chǎng) 監(jiān)測(cè)進(jìn)行預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)、預(yù)警。另一方面，采礦工程本身是不斷向前推進(jìn)的動(dòng)態(tài)過(guò)程，空間形態(tài) 不斷變化使得地壓的顯現(xiàn)具有動(dòng)態(tài)性質(zhì)。地壓的復(fù)雜性和動(dòng)態(tài)性決定了對(duì)地壓進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān) 測(cè)的必要性，只有通過(guò)監(jiān)測(cè)掌握實(shí)際地壓顯現(xiàn)情況，才能正確地把握地壓特征及其發(fā)展變 化趨勢(shì)，為采礦工作的安全、經(jīng)濟(jì)和高效進(jìn)行提供保障。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)礦山地壓監(jiān)測(cè)主要 以應(yīng)力監(jiān)測(cè)為主，特別是硬巖礦山。其特點(diǎn)是數(shù)據(jù)采集定期由人工完成，易于實(shí)施，監(jiān)測(cè)費(fèi) 用低廉，但無(wú)法實(shí)施連續(xù)、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，人為造成的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)失真時(shí)有發(fā)生，且監(jiān)測(cè)人員 常在較大暴露面積下采集數(shù)據(jù)，給監(jiān)測(cè)人員的人身安全造成較大隱患。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種地下金屬礦山穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)用的數(shù)據(jù) 采集儀，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)地壓災(zāi)害的自動(dòng)預(yù)警，即實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山地壓應(yīng)力監(jiān)測(cè)的動(dòng)態(tài)全天候監(jiān)測(cè)， 預(yù)防地下巖層災(zāi)害。為了解決本實(shí)用新型的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提出一種地下金屬礦山穩(wěn)定性監(jiān)測(cè) 用的數(shù)據(jù)采集儀，其包括應(yīng)力傳感器，用于采集巖層應(yīng)力數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)自動(dòng)采集裝置，其與一個(gè)或多個(gè)應(yīng)力傳感器連接，自動(dòng)采集來(lái)自應(yīng)力傳感器 的物理數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化模塊，與數(shù)據(jù)自動(dòng)采集裝置連接，用于將自動(dòng)采集裝置采集的物理數(shù)據(jù) 轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化模塊連接，用于將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化模塊轉(zhuǎn)化后的數(shù)字信號(hào)存 儲(chǔ)在記憶芯片中；[0010]數(shù)據(jù)自動(dòng)分析模塊，與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊連接，其同步分析處理來(lái)自記憶芯片中的數(shù) 據(jù)信息，判斷是否需要啟動(dòng)報(bào)警，并將這些信息傳遞給數(shù)據(jù)處理分析監(jiān)控系統(tǒng)；智能自動(dòng)報(bào)警裝置，與數(shù)據(jù)自動(dòng)分析模塊連接，用于發(fā)出報(bào)警信號(hào)；供電裝置，對(duì)整個(gè)裝置進(jìn)行供電。優(yōu)選地所述報(bào)警裝置為聲音報(bào)警裝置、光電報(bào)警裝置、聲光報(bào)警裝置任意一種。優(yōu)選地所述供電裝置為蓄電池。供電裝置還可以是由地面的線路電線引入地下， 對(duì)用電裝置進(jìn)行供電。優(yōu)選地所述數(shù)據(jù)采集裝置與光纖通信模塊連接，其通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)對(duì)外進(jìn)行數(shù)據(jù) 傳輸。本實(shí)用新型的有益效果相比現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型借助于現(xiàn)代傳感技術(shù)和信息與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將礦山地壓特 征信息通過(guò)應(yīng)力傳感器自動(dòng)采集和集成轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息，信息經(jīng)過(guò)處理轉(zhuǎn)換后提供給數(shù)據(jù) 庫(kù)存儲(chǔ)和系統(tǒng)分析，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)地壓災(zāi)害的預(yù)判。當(dāng)應(yīng)力傳感器承受的應(yīng)力超過(guò)設(shè)定的警 戒范圍時(shí)，數(shù)據(jù)采集裝置啟動(dòng)報(bào)警裝置，自動(dòng)報(bào)警，達(dá)到預(yù)警之目的。數(shù)據(jù)采集裝置通過(guò)有 線或無(wú)線方式實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)傳輸和自動(dòng)分析報(bào)警，具有實(shí)時(shí)、無(wú)人值守、全天候服役、監(jiān)測(cè)精度 高等特點(diǎn)，可有效對(duì)礦山地壓應(yīng)力進(jìn)行動(dòng)態(tài)全天候監(jiān)測(cè)，特別適用于地下金屬礦山地壓監(jiān) 測(cè)預(yù)報(bào)。

圖1是本實(shí)用新型監(jiān)測(cè)示意圖。圖2是本實(shí)用新型的系統(tǒng)原理圖。圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例一的原理圖。圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例二的原理圖。圖5是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提供一種地下金屬礦山穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)用的數(shù)據(jù)采集儀。參看圖5所示，該數(shù)據(jù)采集儀包括以下的主要功能模塊應(yīng)力傳感器，用于采集巖層應(yīng)力數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)自動(dòng)采集裝置，其與一個(gè)或多個(gè)應(yīng)力傳感器通過(guò)電纜連接，自動(dòng)采集來(lái)自應(yīng) 力傳感器的物理數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化模塊，與數(shù)據(jù)自動(dòng)采集裝置連接，用于將自動(dòng)采集裝置采集的物理數(shù)據(jù) 轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化模塊連接，用于將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化模塊轉(zhuǎn)化后的數(shù)字信號(hào)存 儲(chǔ)在記憶芯片中；數(shù)據(jù)自動(dòng)分析模塊，與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊連接，其同步分析處理來(lái)自記憶芯片中的數(shù) 據(jù)信息，判斷是否需要啟動(dòng)報(bào)警，并將這些信息傳遞給(地面)數(shù)據(jù)處理分析監(jiān)控系統(tǒng)；智能自動(dòng)報(bào)警裝置，與數(shù)據(jù)自動(dòng)分析模塊連接，用于發(fā)出報(bào)警信號(hào)； 供電裝置，對(duì)整個(gè)裝置進(jìn)行供電。[0032]圖5中實(shí)施例顯示，地面數(shù)據(jù)處理分析監(jiān)控系統(tǒng)可以與地面監(jiān)控?cái)?shù)顯屏連接。數(shù) 據(jù)自動(dòng)分析模塊通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)與地面數(shù)據(jù)處理分析監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。上述實(shí)施例中，數(shù)據(jù)自動(dòng)采集裝置、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、數(shù)據(jù)自動(dòng)分析 模塊均可包括在數(shù)據(jù)采集裝置中。其中，圖中的數(shù)據(jù)處理分析監(jiān)控系統(tǒng)，其為分析監(jiān)控人員的預(yù)警操作平臺(tái)，其對(duì)來(lái) 自數(shù)據(jù)采集儀的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，自動(dòng)分析判斷，或者提供分析結(jié)果或分析過(guò)程由分析人員 進(jìn)行判斷操作。數(shù)據(jù)處理分析監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)選為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。報(bào)警裝置為聲音報(bào)警裝置、光電報(bào)警裝置、聲光報(bào)警裝置任意一種。其中光報(bào)警方 式可以是指示燈閃爍報(bào)警、來(lái)電閃報(bào)警等，聲音報(bào)警可以是蜂鳴器報(bào)警。供電裝置可以為蓄電池，也可以直接取電于電網(wǎng)。數(shù)據(jù)處理分析監(jiān)控系統(tǒng)與監(jiān)控顯示器連接。監(jiān)控顯示器可以是一臺(tái)，也可以是多臺(tái)。所述數(shù)據(jù)處理分析監(jiān)控系統(tǒng)為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接入計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，與遠(yuǎn) 程終端連接，遠(yuǎn)程終端可以訪問(wèn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)資料。數(shù)據(jù)處理分析監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)與手持終端連接。通訊網(wǎng)絡(luò)可以GSM網(wǎng)絡(luò)、 CDMA網(wǎng)絡(luò)以及3G網(wǎng)絡(luò)以及其它等常用的通訊網(wǎng)絡(luò)。手持終端為手機(jī)，數(shù)據(jù)處理分析監(jiān)控系統(tǒng)將應(yīng)力傳感器采集到的地下信息以短信 形式發(fā)送給手機(jī)用戶。手持終端還可以是諸如掌上電腦、筆記本、GPS導(dǎo)航儀以及其它具有 通信功能的通信終端。本實(shí)用新型的應(yīng)用如圖1所示，應(yīng)力傳感器2置于礦柱1中，數(shù)據(jù)采集儀的主體3 與應(yīng)力傳感器2連接。應(yīng)力傳感器2測(cè)得的巖石應(yīng)力數(shù)據(jù)傳送給數(shù)據(jù)采集儀的主體3，由其 輸出到數(shù)據(jù)處理分析監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行分析處理。即應(yīng)力傳感器輸出信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為數(shù) 字信號(hào)后傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集裝置中。數(shù)據(jù)采集裝置內(nèi)置時(shí)鐘芯片，并能根據(jù)收到的指令對(duì)下 端應(yīng)力傳感器進(jìn)行采集，并且把采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理分析監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)分析報(bào) 警模塊，其通過(guò)比較分析，超出預(yù)警范圍的數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)引發(fā)報(bào)警裝置自動(dòng)報(bào)警，或者將處理 后的信息展現(xiàn)在監(jiān)控人員的面前，由其判斷，進(jìn)行進(jìn)一步的操作。參看圖3的本實(shí)用新型的實(shí)施例一，數(shù)據(jù)采集儀包括連接在數(shù)據(jù)采集裝置的輸入 /輸出端口上的光纖通信模塊(圖中未示出)，數(shù)據(jù)處理分析監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù) 采集儀連接，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)采集裝置由蓄電池供電，其通過(guò)電纜線與多個(gè) 應(yīng)力傳感器(圖中顯示4個(gè)應(yīng)力傳感器，也可以1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)、5個(gè)、6個(gè)等等更多應(yīng)力傳 感器)連接。聲音/光電報(bào)警裝置與數(shù)據(jù)采集裝置連接在一起。參看圖4的本實(shí)用新型的實(shí)施例二，本例中，數(shù)據(jù)采集儀與數(shù)據(jù)處理分析監(jiān)控系 統(tǒng)之間采用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，即在數(shù)據(jù)采集儀的地面數(shù)據(jù)輸出端以及位于地面的數(shù) 據(jù)處理分析監(jiān)控系統(tǒng)上安裝了無(wú)線發(fā)射/接收器。當(dāng)然也可以采用有線傳輸方式進(jìn)行數(shù)據(jù) 交換。
權(quán)利要求1.一種地下金屬礦山穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)用的數(shù)據(jù)采集儀，其特征在于包括應(yīng)力傳感器，用于采集巖層應(yīng)力數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)自動(dòng)采集裝置，其與一個(gè)或多個(gè)應(yīng)力傳感器連接，自動(dòng)采集來(lái)自應(yīng)力傳感器的物 理數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化模塊，與數(shù)據(jù)自動(dòng)采集裝置連接，用于將自動(dòng)采集裝置采集的物理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化 為數(shù)字信號(hào)；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化模塊連接，用于將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化模塊轉(zhuǎn)化后的數(shù)字信號(hào)存儲(chǔ)在 記憶芯片中；數(shù)據(jù)自動(dòng)分析模塊，與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊連接，其同步分析處理來(lái)自記憶芯片中的數(shù)據(jù)信 息，判斷是否需要啟動(dòng)報(bào)警，并將這些信息傳遞給數(shù)據(jù)處理分析監(jiān)控系統(tǒng)；智能自動(dòng)報(bào)警裝置，與數(shù)據(jù)自動(dòng)分析模塊連接，用于發(fā)出報(bào)警信號(hào)；供電裝置，對(duì)整個(gè)裝置進(jìn)行供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下金屬礦山穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)用的數(shù)據(jù)采集儀，其特征在于所 述報(bào)警裝置為聲音報(bào)警裝置、光電報(bào)警裝置、聲光報(bào)警裝置任意一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下金屬礦山穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)用的數(shù)據(jù)采集儀，其特征在于所 述供電裝置為蓄電池。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下金屬礦山穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)用的數(shù)據(jù)采集儀，其特征在于所 述數(shù)據(jù)采集裝置與光纖通信模塊連接，其通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)對(duì)外進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種地下金屬礦山穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)用的數(shù)據(jù)采集儀，涉及一種地下金屬礦山監(jiān)測(cè)的應(yīng)力自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)地壓災(zāi)害的自動(dòng)預(yù)警，即實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山地壓應(yīng)力監(jiān)測(cè)的動(dòng)態(tài)全天候監(jiān)測(cè)。該數(shù)據(jù)采集儀包括應(yīng)力傳感器，用于采集巖層應(yīng)力數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)采集裝置，其與一個(gè)或多個(gè)應(yīng)力傳感器連接，分析處理來(lái)自應(yīng)力傳感器采集的信息，判斷是否需要啟動(dòng)報(bào)警，并將這些信息處理后傳遞給數(shù)據(jù)處理分析監(jiān)控系統(tǒng)；報(bào)警裝置，與數(shù)據(jù)采集裝置連接，用于發(fā)出報(bào)警信號(hào)；供電裝置，對(duì)整個(gè)裝置進(jìn)行供電。本實(shí)用新型特別適用于地下金屬礦山地壓監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)。
文檔編號(hào)G01L1/00GK201852656SQ20102056541
公開(kāi)日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2010年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月18日
發(fā)明者朱利平, 沈慧明, 石飛, 許振華 申請(qǐng)人:中國(guó)瑞林工程技術(shù)有限公司