掘进灾害超前探测系统及方法

摘要

一种掘进灾害超前探测系统及方法，属于矿井或地下工程地质灾害监测方法及系统。系统包括：电磁波探测器、信号采集放大器、控制器、倾斜传感器、振动传感器、无线通信电路、无线基站、网关、工业以太网和监测主机；方法是：控制器根据倾斜传感器和振动传感器的信号，控制电磁波探测器工作，探测掘进前方的电磁波波反射信号，电磁波波反射信号通过信号采集放大器、无线通信电路、无线基站、网关和工业以太网到达监测主机，监测主机对所有接收到的信号分别进行分析，判断掘进前方是否存在应力积聚、地质结构异常等情况，对矿井或涵洞巷道掘进前方地质灾害进行预警。

主权项

一种掘进灾害超前探测系统，包括电磁波探测器（1）、信号采集放大器（2）、传感器、无线通信电路（6）、无线基站（7）、网关（8）、工业以太网（9）和监测主机（10），其特征是：系统还包括设在掘进机(17)上的超前探测装置（16），超前探测装置（16）上连接信号采集放大器（2），信号采集放大器（2）连接无线通信电路（6），无线通信电路（6）通过无线信号与无线基站（7）连接，无线基站（7）连接网关（8），网关（8）通过工业以太网（9）连接监测主机（10），所述超前探测装置（16）包括电磁波探测器（1），电磁波探测器（1）上设有控制器（3），控制器（3）分别与倾斜传感器（4）和振动传感器（5）相连接，倾斜传感器（4）和振动传感器（5）固定在掘进机悬臂（18）上，倾斜传感器（4）和振动传感器（5）输出端接入控制器（3）的输入端，控制器（3）的输出端接电磁波探测器（1）的输入端，电磁波探测器（1）的输出端接信号采集放大器（2）的输入端，信号采集放大器（2）的输出端接无线通信电路（6）的输入端，无线基站（7）接收无线通信电路（6）的信号，无线基站（7）的输出信号通过网关（8）和工业以太网（9）与监测主机（10）通讯；所述的电磁波探测器（1）含有电磁波发射电路和电磁波接收电路，电磁波发射电路由与控制器相连接的变频振荡器（11）和与变频振荡器相连接的发射天线（12）构成，电磁波接收电路由顺序连接的接收天线（13）、前置放大器（14）和带通滤波器（15）构成，带通滤波器（15）与信号采集放大器（2）相连接；所述的倾斜传感器（4）的型号为MT‑90，振动传感器（5）的型号为VT9285，控制器（3）的型号为ATMEGA16，信号采集放大器（2）的型号为JBDT‑3，无线通信电路(6)的型号为RF950，前置放大器（14）的型号为VT120，所述的电磁波发射电路中的变频振荡器（11）可以产生250KHz、560 KHz和820KHz三个不同频率的电磁波信号，以实现前方岩层内部不同深度的断面结构的探测扫描。