SOS微震檢測系統(tǒng)基本操作與維護-課件

王杰

沖擊礦壓課題組中國礦業(yè)大學煤炭安全與開采國家重點實驗室波蘭SOS微震監(jiān)測系統(tǒng)[基本操作與維護]沖擊礦壓課題組波蘭SOS微震監(jiān)測系統(tǒng)主要內(nèi)容

系統(tǒng)組成系統(tǒng)構建MUTILOK和SEISGRAM軟件基本操作系統(tǒng)軟、硬件常見故障及解決方案系統(tǒng)維護注意事項常見問題交流主要內(nèi)容系統(tǒng)組成圖1DLM-SO數(shù)據(jù)采集器圖2記錄儀圖3分析儀圖1檢波測量探頭1系統(tǒng)組成圖1DLM-SO數(shù)據(jù)采集器圖2記錄儀圖3分析儀圖1檢鮑店、古城、星村、東灘、濟三、趙樓忻州窯硯北、華亭、山寨、陳家溝海孜峻德、富力、南山、興安、益新桃山河南理工平十一鮑店、古城、星村、東灘、濟三、趙樓忻州窯硯北、華亭、山寨、陳巖體震動信號采集、記錄和分析；多組波形處理；礦震三維定位和能量計算；積分、微分、濾波和頻譜分析等；記錄信號報警功能；系統(tǒng)結構簡單，操作方便、安全可靠；系統(tǒng)擴展能力強，可由16通道擴展為32通道；“SEISGRAM”和“MULTILOK”軟件操作簡單，可視化能力強；波形分析，比如：積分、微分、濾波和頻譜分析等；檢波探頭敏感度高，抗干擾能力強，記錄的信號準確；多種礦震定位方法；礦震能量計算；除P波首次到達時間需分析人員標定外，其它工作均有計算機完成系統(tǒng)特點

系統(tǒng)功能

巖體震動信號采集、記錄和分析；系統(tǒng)結構簡單，操作方便、安全可地面監(jiān)控室井下圖5SOS微震監(jiān)測系統(tǒng)建立示意圖防雷刪2

系統(tǒng)構建圖

地面監(jiān)控室井下圖5SOS微震監(jiān)測系統(tǒng)建立示意圖防雷刪SOS微震檢測系統(tǒng)基本操作與維護_課件SOS微震檢測系統(tǒng)基本操作與維護_課件-800水平-500水平優(yōu)化模擬云圖-800水平-500水平優(yōu)化模擬云圖選幾個通道參與定位更準確？選幾個通道參與定位更準確？圖3-1波形文件數(shù)據(jù)處理流程圖

SOS微震監(jiān)測系統(tǒng)包括MUTILOK和SEISGRAM兩套軟件，以及隨后由礦大自主開發(fā)的plot、三維可視化、Surfer軟件等組成。其主要完成對波形文件的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫文件的后處理，并最后以報表的形式直觀的反應出開采工程出現(xiàn)的震動信息。下圖表示了一個波形文件完成數(shù)據(jù)處理的流程。3軟件操作圖3-1波形文件數(shù)據(jù)處理流程圖SOS微震監(jiān)測系統(tǒng)包括MUStep1路勁設置圖3-4“工作目錄”設置SOS波形文件以“.w”格式保存在指定文件夾，定位之前首先運行軟件（SESIGRAM、MUTILOK），設置好文件的讀取路勁，然后可直接調用打開波形文件。如左圖3-4所示Step1路勁設置圖3-4“工作目錄”設置SOS波形Step2Pp波形標記將已打開的波形文件開始P波初始到達標記，采用“先粗后細”的理念，對有明顯起伏變化的所有通道先粗略的標記上Pp，再利用SESIGRAM軟件中的界面縮放控件對波形文件Pp標記仔細調試，找出準確的起伏變化拐點。且參照MUTILOK軟件對所選通道對應的測站瀏覽評估作為參考。一般，以所選通道對應的測站構成區(qū)域性分布為主。圖3-5波形文件Pp標記Step2Pp波形標記將已打開的波形文件開始P波初始到Step3定位后誤差分析

完成波形P波標記后，MUTILOK軟件提供了P波標記時間誤差判斷功能，對所有標記過的通道均提供一個誤差值，以“+、—”數(shù)值表示其偏離程度其中，表格中“+”值表示所標時間值偏后，在調節(jié)中應向前移動Pp標記，相反，“—”值偏差所表示時間值靠前，在調節(jié)中應向后移動Pp標記。這一過程持續(xù)反復調節(jié)，是誤差值控制在+10以內(nèi)。

圖3-6定位后時間誤差分析窗口Step3定位后誤差分析完成波形P波標記后，MUStep4能量計算SESIGRAM軟件能量計算采用振幅譜和積分的形式計算，需要進一步完成對Pk、Sp、Sk的標記才能構成時間段，SESIGRAM將自動完成標記。在“MULTILOK”軟件中，微震能量的計算是通過記錄和校正震動參數(shù)的真實值這一基本方法來實現(xiàn)的，算發(fā)包括以下三個主要步驟：—計算能量密度—參考球系的能量密度轉換—微震能量的最終計算U－能量流密度矢量n－表面積為S的微元dS的一元法向矢量

-介質密度c

–

波的傳播速度v

–震動速率振幅

-波組震動持續(xù)時間i=P,Sk=1,2,.....F(r)=(2r)2ne(2r-1)

對于P波：np=1.083;

p=0.0189km-1對于S波：ns=1.067;s=0.0165km-1.其中Step4能量計算SESIGRAM軟件能量計算采用Step5計算結果編輯右圖所示為工作表編輯窗口，完成波形文件數(shù)據(jù)處理后可對計算結果進行編輯，在編輯欄中包括“位置、巷道、煤層”等可詳細編輯。同時可對數(shù)據(jù)庫文件進行采用軟件提取，可供后續(xù)研究使用。

Step5計算結果編輯右圖所示為工作表編輯窗口，完成波形二、系統(tǒng)硬件故障及維護SOS微震檢測系統(tǒng)基本操作與維護_課件SOS微震檢測系統(tǒng)基本操作與維護_課件1防雷柵正確安裝齊納安全柵安裝在安全區(qū)。非本安端最大允許電壓為250VAC/DC并不得有振動、沖擊、無大電流和火花等電磁感應影響及周圍環(huán)境中無強烈腐蝕的場所。采用匯流條安裝方式。齊納安全柵本安端電路和非本安端電路配線，不得接錯和混淆。本安導線和非本安導線在匯線槽中應分開敷設，采用各自保護管。本安導線選用藍色做為本安標記。齊納安全柵的本安側，不允許混有起它電源，包括其他本安電流的電源。禁止使用安全柵地線進行電焊強流操作。1防雷柵正確安裝齊納安全柵安裝在安全區(qū)。非本安端最大允許電2.1采集器過載保護（

短路）

在整個系統(tǒng)運行的過程中，采集器及承擔信號的采集，同時也肩負對整個井下傳感器的輸電。由于電壓不穩(wěn)定、斷路、短路等問題，常常會引起采集器出現(xiàn)故障。整個采集器從外部電輸入到內(nèi)置電路板，均有保護電路部分對整個系統(tǒng)做保護。下圖分別表示采集器過載保護和電路板保護部分電路2.1采集器過載保護（短路）在整個系統(tǒng)運行的過程中3GPS時鐘天線（

驅動安裝）GPS時鐘主要對記錄儀時間做調節(jié)，接收衛(wèi)星信號定期對計算機時間更新。在使用過程中常會出現(xiàn)GPS軟件運行停止問題，下面就GPS出現(xiàn)該問題的解決方案。Step1打開GPS程序，如下圖所示：Step2點擊程序界面的“Settings”控件，打開setup參數(shù)設置對話框3GPS時鐘天線（驅動安裝）GPS時鐘主要對記錄儀時間做Step3找到GPS天線對應的接口

右鍵單擊“我的電腦”—-打開“屬性”—-打開“設備管理器”—找到“端口（COM和LPT）”選項（如圖藍色選中區(qū)域），將該選項中的COM6或者COM1等等對應的把GPS參數(shù)設置對話框中Port設置成相應的端口。如下兩圖均為COM6：3GPS時鐘天線（

驅動安裝）Step3找到GPS天線對應的接口右鍵單擊“我的電腦”3GPS時鐘天線（

驅動安裝）Step4端口設置完，緊接著將Setup對話框中的“Baudrate”選項設置為“4800”Step5設置后參數(shù)后，點擊“ok”控件，即可完成。運行程序后正確界面如上圖所示：3GPS時鐘天線（驅動安裝）Step4端口設置完，緊接4利用萬用表測試檢波測量探頭在拾振器安置之前，需對拾振器是否損毀、是否能良好運行進行監(jiān)測，外表有無損毀可直接通過觀察便知，下面所述為利用萬用表檢測拾振器內(nèi)置電路是否正常的方法。測試拾振器電阻值（正常100―200Ω）20mA直流檔串聯(lián)測試供電電流值（正常12mA左右）50V電壓檔測采集器輸出電壓（正常在18―47V）4利用萬用表測試檢波測量探頭在拾振器安置之前，需對拾振器是5波形圖其中某一通道或者幾個通道同時顯示不正常

采集器BNC插頭處MUTILOK軟件的“記錄菜單”沒有設置將萬用表旋到直流電壓檔20V，紅黑表筆分別接到BNC插頭的兩極，然后另一側接探頭，垂直上下晃動探頭，觀察萬用表的讀數(shù)應是否在10V左右，若在為正常，否則需要檢修BNC插頭；設置“記錄菜單”中的“通道設置”選項，并保存設置；故障原因解決方案5波形圖其中某一通道或者幾個通道同時顯示不正常采集器B6波形圖所有通道顯示一條直線（采集站所有顯示燈不亮）

電源接口處供電是否正常

采集器電路板是否燒毀采集器前端電路保險絲是否完好

采集器是微震系統(tǒng)的核心部分，承擔著信號的采集和發(fā)送，所以采集器工作是否正常關系重大。根據(jù)出現(xiàn)的問題，逐次排查，首先從整個外圍的電源設備檢查是否有所短路、斷路、電源線老化或者人為導致線路出現(xiàn)故障等等，若線路有問題，應組織礦上相關人員及時解決。接下來從采集器電路板排查出現(xiàn)故障的原因?！皊os”微震監(jiān)測系統(tǒng)采集器采用了多重電路保護。在排查電路板時我們應先從保護電路開始逐次檢查。保護電路主要檢查保險絲是否被燒毀，若保險絲熔斷，系統(tǒng)將斷路停止工作，這時我們應更換保險絲。注意：必須是同一型號的保險絲。

故障原因解決方案6波形圖所有通道顯示一條直線（采集站所有顯示燈不亮）電8記錄儀主板或者電源受損

磁盤壞道或者內(nèi)存條松動鮑店煤礦記錄儀在運行階段出現(xiàn)藍屏，硬盤指示燈顯示不正常等問題。一般這類問題主要由于硬盤壞道和內(nèi)存條松動引起。建議拆機后將內(nèi)存條取下，清刷后在重新插入。更換壞道的硬盤，注意更換后的硬件應型號匹配。負責在使用的過程中容易出現(xiàn)故障。故障原因解決方案7記錄儀藍屏，硬盤指示燈顯示不正常計算機主板和電源需專業(yè)計算機人員診斷受損元件，具體維修將由專業(yè)維修人員完成。8記錄儀主板或者電源受損磁盤壞道或者內(nèi)存條松動鮑店煤9雙基色二極管（采集器燈變綠）9雙基色二極管（采集器燈變綠）9雙基色二極管（采集器燈變綠）9雙基色二極管（采集器燈變綠）10拾震器安裝

垂直進行安裝，安裝在嵌入深于1m以上的與鉆孔孔壁膠結的螺栓（錨桿）之上。螺栓（錨桿）嵌入的深度應適當選擇，以便緊固在上面的拾震器不會從鉆孔中伸出。在嵌入與固定拾震器的操作過程中，垂直安裝（垂直拾震器）偏離度應小于10o。

注意事項：錨桿的螺距需與拾震器的螺紋螺距吻合；拾震器安裝位置應避開積水、頂幫圍巖破碎地段；拾震器安裝位置應避開車輛頻繁來往地段；為避免過往人員碰撞拾震器，可在巷幫挖一凹槽，將拾震器布置在凹槽內(nèi)，也可將拾震器安裝在人員不易到達的硐室內(nèi)。10拾震器安裝垂直進行安裝，安裝在嵌入深于1m以上的與鉆11拾震器保護裝置

11拾震器保護裝置三、MUTILOK&SESISGRAM常見問題SOS微震檢測系統(tǒng)基本操作與維護_課件1.

MUTILOK平面圖上測站坐標的消失

在現(xiàn)已安裝的幾套微震監(jiān)測系統(tǒng)中，曾多次出現(xiàn)了測站坐標從MUTILOK平面圖上的消失的問題，最早在山東古城煤礦所使用的系統(tǒng)中出現(xiàn)。一般出現(xiàn)這一問題的根本原因在于軟件與操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的不完全兼容上。因為，目前國內(nèi)大多數(shù)礦辦公采用非正版操作系統(tǒng)，致使類似調用數(shù)據(jù)庫類的軟件在運行中容易出現(xiàn)不兼容的問題。對已設置好的C：/盤目錄下的“SOS”文件夾定期做好備份。一旦出現(xiàn)測站坐標從平面圖上消失問題，從已備份好的文件夾中復制program.dat和MUTILOK.exe文件對其做復制替換處理，保存后再重新打開MUTILOK軟件，這樣可以使測站坐標恢復。

問題描述：

解決方法：1.MUTILOK平面圖上測站坐標的消失在現(xiàn)已安裝2MUTILOK平面圖上測站坐標的增、舍

問題描述：

隨著井田的開采，需要對微震監(jiān)測區(qū)域重新布控，這時需對傳感器的位置做調整，與此同時，MUTILOK軟件中平面礦圖的測站坐標、測站名稱和測站數(shù)目應做相應的增、舍。

解決方法：打開MUTILOK軟件中“設定系統(tǒng)參數(shù)”對話框，在“測站數(shù)”一欄中可對測站數(shù)目進行編輯，大多數(shù)礦井目前使用的測站數(shù)目多是16個，如若井下測站數(shù)目有所變動，按實際情況修改測站數(shù)目。同時對修改后的文件保存。2MUTILOK平面圖上測站坐標的增、舍問題描述：隨3記錄儀不記錄數(shù)據(jù)記錄儀在系統(tǒng)啟動的同時，PCL數(shù)據(jù)采集卡的啟動承擔著所有數(shù)據(jù)的采集，后拽值決定了軟件的啟動時間以及空間。一旦出現(xiàn)記錄儀不記錄數(shù)據(jù)問題，我們可嘗試修改增大采集軟件的啟動時間。3記錄儀不記錄數(shù)據(jù)記錄儀在系統(tǒng)啟動的同時，PCL數(shù)據(jù)采集4礦圖更新（mapa.dat程序編輯）隨著采煤和掘進工作面的開拓，我們應該不定期的更新MUTILOK平面礦圖，使圖中顯示與井下開采相對應。這其中包括主要巷道、主采工作面、掘進巷道等不定期的更新和標注。目前，好多安裝有微震監(jiān)測系統(tǒng)的礦仍沿用安裝初期所使用的平面圖。

注意：

mapa.dat文件中涵蓋了MUTILOK礦圖顯示的全部數(shù)據(jù)庫，所以在更新礦圖之前，要對以前mapa.dat文件做好備份，避免因操作失誤時可以還原回來。

A．多段線B．封閉的填充輪廓（輪廓線為直線）C．文本D．橢圓以及圓形輪廓填充編輯內(nèi)容4礦圖更新（mapa.dat程序編輯）隨著采煤和掘4類型

顏色

線條寬度

數(shù)量填充類型

填充顏色X1Y1X2Y2........XnYn1類型

顏色

線條寬度

個數(shù)X1Y1X2Y2........XnYnA．多段線B．封閉的填充輪廓語法結構(MAPA.DAT更新文件)

1定義了實體的類型，即多段線。4類型顏色線條寬度數(shù)量填充類型填充顏色X1Y113XY高度

角度

類型

顏色

樣式文本5XYX方向半徑

Y方向半徑

類型

顏色填充類型、填充顏色C．文本D．橢圓以及圓形輪廓填充語法結構(MAPA.DAT更新文件)

3XY高度角度類型顏色樣式文本5XY橢圓、圓的繪制礦圖標注多段線封閉填充橢圓、圓的繪制礦圖標注多段線封閉填充4.濾波器的設置及作用濾波是將信號中特定波段頻率濾除的操作，是抑制和防止干擾的一項重要措施。在信電工程里,所有的元件可以歸納為三類最基本的元件,即電阻,電感和電容.電阻的阻值與交流電的頻率無關.電感的阻值(稱為感抗)Xl=2πfL,即與交流電的頻率成正比.頻率越高,感抗越大.電容元件則與電感元件相反,它的容抗Xc=1/2πfC,即與交流電頻率反比.因此,電氣工程上,常利用LC元件對不同頻率交流電量的電抗不同,對交流電進行分流,稱為濾波.按不同功能,濾波器通常分三類:低通,高通,