SOS微震檢測(cè)系統(tǒng)基本操作與維護(hù)-課件

王杰

沖擊礦壓課題組中國(guó)礦業(yè)大學(xué)煤炭安全與開(kāi)采國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室波蘭SOS微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[基本操作與維護(hù)]沖擊礦壓課題組波蘭SOS微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要內(nèi)容

系統(tǒng)組成系統(tǒng)構(gòu)建MUTILOK和SEISGRAM軟件基本操作系統(tǒng)軟、硬件常見(jiàn)故障及解決方案系統(tǒng)維護(hù)注意事項(xiàng)常見(jiàn)問(wèn)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(cè)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(jì)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(jì)三、趙樓忻州窯硯北、華亭、山寨、陳巖體震動(dòng)信號(hào)采集、記錄和分析；多組波形處理；礦震三維定位和能量計(jì)算；積分、微分、濾波和頻譜分析等；記錄信號(hào)報(bào)警功能；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便、安全可靠；系統(tǒng)擴(kuò)展能力強(qiáng)，可由16通道擴(kuò)展為32通道；“SEISGRAM”和“MULTILOK”軟件操作簡(jiǎn)單，可視化能力強(qiáng)；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(qiáng)，記錄的信號(hào)準(zhǔn)確；多種礦震定位方法；礦震能量計(jì)算；除P波首次到達(dá)時(shí)間需分析人員標(biāo)定外，其它工作均有計(jì)算機(jī)完成系統(tǒng)特點(diǎn)

系統(tǒng)功能

巖體震動(dòng)信號(hào)采集、記錄和分析；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便、安全可地面監(jiān)控室井下圖5SOS微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建立示意圖防雷刪2

系統(tǒng)構(gòu)建圖

地面監(jiān)控室井下圖5SOS微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建立示意圖防雷刪SOS微震檢測(cè)系統(tǒng)基本操作與維護(hù)_課件SOS微震檢測(cè)系統(tǒng)基本操作與維護(hù)_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(gè)通道參與定位更準(zhǔn)確？選幾個(gè)通道參與定位更準(zhǔn)確？圖3-1波形文件數(shù)據(jù)處理流程圖

SOS微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括MUTILOK和SEISGRAM兩套軟件，以及隨后由礦大自主開(kāi)發(fā)的plot、三維可視化、Surfer軟件等組成。其主要完成對(duì)波形文件的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫(kù)文件的后處理，并最后以報(bào)表的形式直觀的反應(yīng)出開(kāi)采工程出現(xiàn)的震動(dòng)信息。下圖表示了一個(gè)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(cè)系統(tǒng)包括MUStep1路勁設(shè)置圖3-4“工作目錄”設(shè)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(yùn)行軟件（SESIGRAM、MUTILOK），設(shè)置好文件的讀取路勁，然后可直接調(diào)用打開(kāi)波形文件。如左圖3-4所示Step1路勁設(shè)置圖3-4“工作目錄”設(shè)置SOS波形Step2Pp波形標(biāo)記將已打開(kāi)的波形文件開(kāi)始P波初始到達(dá)標(biāo)記，采用“先粗后細(xì)”的理念，對(duì)有明顯起伏變化的所有通道先粗略的標(biāo)記上Pp，再利用SESIGRAM軟件中的界面縮放控件對(duì)波形文件Pp標(biāo)記仔細(xì)調(diào)試，找出準(zhǔn)確的起伏變化拐點(diǎn)。且參照MUTILOK軟件對(duì)所選通道對(duì)應(yīng)的測(cè)站瀏覽評(píng)估作為參考。一般，以所選通道對(duì)應(yīng)的測(cè)站構(gòu)成區(qū)域性分布為主。圖3-5波形文件Pp標(biāo)記Step2Pp波形標(biāo)記將已打開(kāi)的波形文件開(kāi)始P波初始到Step3定位后誤差分析

完成波形P波標(biāo)記后，MUTILOK軟件提供了P波標(biāo)記時(shí)間誤差判斷功能，對(duì)所有標(biāo)記過(guò)的通道均提供一個(gè)誤差值，以“+、—”數(shù)值表示其偏離程度其中，表格中“+”值表示所標(biāo)時(shí)間值偏后，在調(diào)節(jié)中應(yīng)向前移動(dòng)Pp標(biāo)記，相反，“—”值偏差所表示時(shí)間值靠前，在調(diào)節(jié)中應(yīng)向后移動(dòng)Pp標(biāo)記。這一過(guò)程持續(xù)反復(fù)調(diào)節(jié)，是誤差值控制在+10以內(nèi)。

圖3-6定位后時(shí)間誤差分析窗口Step3定位后誤差分析完成波形P波標(biāo)記后，MUStep4能量計(jì)算SESIGRAM軟件能量計(jì)算采用振幅譜和積分的形式計(jì)算，需要進(jìn)一步完成對(duì)Pk、Sp、Sk的標(biāo)記才能構(gòu)成時(shí)間段，SESIGRAM將自動(dòng)完成標(biāo)記。在“MULTILOK”軟件中，微震能量的計(jì)算是通過(guò)記錄和校正震動(dòng)參數(shù)的真實(shí)值這一基本方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的，算發(fā)包括以下三個(gè)主要步驟：—計(jì)算能量密度—參考球系的能量密度轉(zhuǎn)換—微震能量的最終計(jì)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(zhì)密度c

–

波的傳播速度v

–震動(dòng)速率振幅

-波組震動(dòng)持續(xù)時(shí)間i=P,Sk=1,2,.....F(r)=(2r)2ne(2r-1)

對(duì)于P波：np=1.083;

p=0.0189km-1對(duì)于S波：ns=1.067;s=0.0165km-1.其中Step4能量計(jì)算SESIGRAM軟件能量計(jì)算采用Step5計(jì)算結(jié)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(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行編輯，在編輯欄中包括“位置、巷道、煤層”等可詳細(xì)編輯。同時(shí)可對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)文件進(jìn)行采用軟件提取，可供后續(xù)研究使用。

Step5計(jì)算結(jié)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(hù)SOS微震檢測(cè)系統(tǒng)基本操作與維護(hù)_課件SOS微震檢測(cè)系統(tǒng)基本操作與維護(hù)_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(dòng)、沖擊、無(wú)大電流和火花等電磁感應(yīng)影響及周圍環(huán)境中無(wú)強(qiáng)烈腐蝕的場(chǎng)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(cuò)和混淆。本安導(dǎo)線和非本安導(dǎo)線在匯線槽中應(yīng)分開(kāi)敷設(shè)，采用各自保護(hù)管。本安導(dǎo)線選用藍(lán)色做為本安標(biāo)記。齊納安全柵的本安側(cè)，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(jìn)行電焊強(qiáng)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(guò)載保護(hù)（

短路）

在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，采集器及承擔(dān)信號(hào)的采集，同時(shí)也肩負(fù)對(duì)整個(gè)井下傳感器的輸電。由于電壓不穩(wěn)定、斷路、短路等問(wèn)題，常常會(huì)引起采集器出現(xiàn)故障。整個(gè)采集器從外部電輸入到內(nèi)置電路板，均有保護(hù)電路部分對(duì)整個(gè)系統(tǒng)做保護(hù)。下圖分別表示采集器過(guò)載保護(hù)和電路板保護(hù)部分電路2.1采集器過(guò)載保護(hù)（短路）在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中3GPS時(shí)鐘天線（

驅(qū)動(dòng)安裝）GPS時(shí)鐘主要對(duì)記錄儀時(shí)間做調(diào)節(jié)，接收衛(wèi)星信號(hào)定期對(duì)計(jì)算機(jī)時(shí)間更新。在使用過(guò)程中常會(huì)出現(xiàn)GPS軟件運(yùn)行停止問(wèn)題，下面就GPS出現(xiàn)該問(wèn)題的解決方案。Step1打開(kāi)GPS程序，如下圖所示：Step2點(diǎn)擊程序界面的“Settings”控件，打開(kāi)setup參數(shù)設(shè)置對(duì)話框3GPS時(shí)鐘天線（驅(qū)動(dòng)安裝）GPS時(shí)鐘主要對(duì)記錄儀時(shí)間做Step3找到GPS天線對(duì)應(yīng)的接口

右鍵單擊“我的電腦”—-打開(kāi)“屬性”—-打開(kāi)“設(shè)備管理器”—找到“端口（COM和LPT）”選項(xiàng)（如圖藍(lán)色選中區(qū)域），將該選項(xiàng)中的COM6或者COM1等等對(duì)應(yīng)的把GPS參數(shù)設(shè)置對(duì)話框中Port設(shè)置成相應(yīng)的端口。如下兩圖均為COM6：3GPS時(shí)鐘天線（

驅(qū)動(dòng)安裝）Step3找到GPS天線對(duì)應(yīng)的接口右鍵單擊“我的電腦”3GPS時(shí)鐘天線（

驅(qū)動(dòng)安裝）Step4端口設(shè)置完，緊接著將Setup對(duì)話框中的“Baudrate”選項(xiàng)設(shè)置為“4800”Step5設(shè)置后參數(shù)后，點(diǎn)擊“ok”控件，即可完成。運(yùn)行程序后正確界面如上圖所示：3GPS時(shí)鐘天線（驅(qū)動(dòng)安裝）Step4端口設(shè)置完，緊接4利用萬(wàn)用表測(cè)試檢波測(cè)量探頭在拾振器安置之前，需對(duì)拾振器是否損毀、是否能良好運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)測(cè)，外表有無(wú)損毀可直接通過(guò)觀察便知，下面所述為利用萬(wàn)用表檢測(cè)拾振器內(nèi)置電路是否正常的方法。測(cè)試拾振器電阻值（正常100―200Ω）20mA直流檔串聯(lián)測(cè)試供電電流值（正常12mA左右）50V電壓檔測(cè)采集器輸出電壓（正常在18―47V）4利用萬(wàn)用表測(cè)試檢波測(cè)量探頭在拾振器安置之前，需對(duì)拾振器是5波形圖其中某一通道或者幾個(gè)通道同時(shí)顯示不正常

采集器BNC插頭處MUTILOK軟件的“記錄菜單”沒(méi)有設(shè)置將萬(wàn)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(cè)接探頭，垂直上下晃動(dòng)探頭，觀察萬(wàn)用表的讀數(shù)應(yīng)是否在10V左右，若在為正常，否則需要檢修BNC插頭；設(shè)置“記錄菜單”中的“通道設(shè)置”選項(xiàng)，并保存設(shè)置；故障原因解決方案5波形圖其中某一通道或者幾個(gè)通道同時(shí)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(xiǎn)絲是否完好

采集器是微震系統(tǒng)的核心部分，承擔(dān)著信號(hào)的采集和發(fā)送，所以采集器工作是否正常關(guān)系重大。根據(jù)出現(xiàn)的問(wèn)題，逐次排查，首先從整個(gè)外圍的電源設(shè)備檢查是否有所短路、斷路、電源線老化或者人為導(dǎo)致線路出現(xiàn)故障等等，若線路有問(wèn)題，應(yīng)組織礦上相關(guān)人員及時(shí)解決。接下來(lái)從采集器電路板排查出現(xiàn)故障的原因?！皊os”微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集器采用了多重電路保護(hù)。在排查電路板時(shí)我們應(yīng)先從保護(hù)電路開(kāi)始逐次檢查。保護(hù)電路主要檢查保險(xiǎn)絲是否被燒毀，若保險(xiǎn)絲熔斷，系統(tǒng)將斷路停止工作，這時(shí)我們應(yīng)更換保險(xiǎn)絲。注意：必須是同一型號(hào)的保險(xiǎn)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(dòng)鮑店煤礦記錄儀在運(yùn)行階段出現(xiàn)藍(lán)屏，硬盤指示燈顯示不正常等問(wèn)題。一般這類問(wèn)題主要由于硬盤壞道和內(nèi)存條松動(dòng)引起。建議拆機(jī)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(yīng)型號(hào)匹配。負(fù)責(zé)在使用的過(guò)程中容易出現(xiàn)故障。故障原因解決方案7記錄儀藍(lán)屏，硬盤指示燈顯示不正常計(jì)算機(jī)主板和電源需專業(yè)計(jì)算機(jī)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(dòng)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(jìn)行安裝，安裝在嵌入深于1m以上的與鉆孔孔壁膠結(jié)的螺栓（錨桿）之上。螺栓（錨桿）嵌入的深度應(yīng)適當(dāng)選擇，以便緊固在上面的拾震器不會(huì)從鉆孔中伸出。在嵌入與固定拾震器的操作過(guò)程中，垂直安裝（垂直拾震器）偏離度應(yīng)小于10o。

注意事項(xiàng)：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(yīng)避開(kāi)積水、頂幫圍巖破碎地段；拾震器安裝位置應(yīng)避開(kāi)車輛頻繁來(lái)往地段；為避免過(guò)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(dá)的硐室內(nèi)。10拾震器安裝垂直進(jìn)行安裝，安裝在嵌入深于1m以上的與鉆11拾震器保護(hù)裝置

11拾震器保護(hù)裝置三、MUTILOK&SESISGRAM常見(jiàn)問(wèn)題SOS微震檢測(cè)系統(tǒng)基本操作與維護(hù)_課件1.

MUTILOK平面圖上測(cè)站坐標(biāo)的消失

在現(xiàn)已安裝的幾套微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，曾多次出現(xiàn)了測(cè)站坐標(biāo)從MUTILOK平面圖上的消失的問(wèn)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(wèn)題的根本原因在于軟件與操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的不完全兼容上。因?yàn)?，目前?guó)內(nèi)大多數(shù)礦辦公采用非正版操作系統(tǒng)，致使類似調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)類的軟件在運(yùn)行中容易出現(xiàn)不兼容的問(wèn)題。對(duì)已設(shè)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(cè)站坐標(biāo)從平面圖上消失問(wèn)題，從已備份好的文件夾中復(fù)制program.dat和MUTILOK.exe文件對(duì)其做復(fù)制替換處理，保存后再重新打開(kāi)MUTILOK軟件，這樣可以使測(cè)站坐標(biāo)恢復(fù)。

問(wèn)題描述：

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

問(wèn)題描述：

隨著井田的開(kāi)采，需要對(duì)微震監(jiān)測(cè)區(qū)域重新布控，這時(shí)需對(duì)傳感器的位置做調(diào)整，與此同時(shí)，MUTILOK軟件中平面礦圖的測(cè)站坐標(biāo)、測(cè)站名稱和測(cè)站數(shù)目應(yīng)做相應(yīng)的增、舍。

解決方法：打開(kāi)MUTILOK軟件中“設(shè)定系統(tǒng)參數(shù)”對(duì)話框，在“測(cè)站數(shù)”一欄中可對(duì)測(cè)站數(shù)目進(jìn)行編輯，大多數(shù)礦井目前使用的測(cè)站數(shù)目多是16個(gè)，如若井下測(cè)站數(shù)目有所變動(dòng)，按實(shí)際情況修改測(cè)站數(shù)目。同時(shí)對(duì)修改后的文件保存。2MUTILOK平面圖上測(cè)站坐標(biāo)的增、舍問(wèn)題描述：隨3記錄儀不記錄數(shù)據(jù)記錄儀在系統(tǒng)啟動(dòng)的同時(shí)，PCL數(shù)據(jù)采集卡的啟動(dòng)承擔(dān)著所有數(shù)據(jù)的采集，后拽值決定了軟件的啟動(dòng)時(shí)間以及空間。一旦出現(xiàn)記錄儀不記錄數(shù)據(jù)問(wèn)題，我們可嘗試修改增大采集軟件的啟動(dòng)時(shí)間。3記錄儀不記錄數(shù)據(jù)記錄儀在系統(tǒng)啟動(dòng)的同時(shí)，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(jìn)工作面的開(kāi)拓，我們應(yīng)該不定期的更新MUTILOK平面礦圖，使圖中顯示與井下開(kāi)采相對(duì)應(yīng)。這其中包括主要巷道、主采工作面、掘進(jìn)巷道等不定期的更新和標(biāo)注。目前，好多安裝有微震監(jiān)測(cè)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(kù)，所以在更新礦圖之前，要對(duì)以前mapa.dat文件做好備份，避免因操作失誤時(shí)可以還原回來(lái)。

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(gè)數(shù)X1Y1X2Y2........XnYnA．多段線B．封閉的填充輪廓語(yǔ)法結(jié)構(gòu)(MAPA.DAT更新文件)

1定義了實(shí)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(yǔ)法結(jié)構(gòu)(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(biāo)注多段線封閉填充橢圓、圓的繪制礦圖標(biāo)注多段線封閉填充4.濾波器的設(shè)置及作用濾波是將信號(hào)中特定波段頻率濾除的操作，是抑制和防止干擾的一項(xiàng)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(wú)關(guān).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(duì)不同頻率交流電量的電抗不同,對(duì)交流電進(jìn)行分流,稱為濾波.按不同功能,濾波器通常分三類:低通,高通,