SOS微震检测系统基本操作与维护ppt课件.ppt

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 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 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 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 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 2 1系统构建 保留之前的台站位置作为候选点 确定了由91个候选点组成的集合 可使用的探头个数只有10个 共有6 4 1012个方案 改进后的台网中包含了原有的4个台站 其它6个台站则需要重新调整 台网优化布置 800水平 500水平 优化模拟云图 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 Step1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 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 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 Step4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 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 二 系统硬件故障及维护 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 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 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 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 2019 12 19 23 可编辑 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 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100 200 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 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 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 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 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10 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 11拾震器保护装置 三 MUTILOK SESISGRAM常见问题 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 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 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 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 A 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 C 文本 D 椭圆以及圆形轮廓填充 语法结构 MAPA DAT更新文件 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 2 fL 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 2 fC 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 带通 例如低通的原理 利用电容通高频阻低频 电感通低频阻高频的原理 对于需要截止的高频 利用电容吸收 电感阻碍的方法不使它通过 对于需要的低频 利用电容高阻 电感低阻的特点使它通过 当允许信号中较高频率的成分通过滤波器时 这种滤波器叫做高通滤波器 当允许信号中较低频率的成分通过滤波器时 这种滤波器叫做低通滤波器 当只允许信号中某个频率范围内的成分通过滤波器时 这种滤波器叫做带通滤波器 简介 滤波原理 分类 低通滤波器 高通滤波器 带通滤波器 终断滤波器 为使微震监测系统能正常运行 保持长时间的良好状态 发挥它应有的作用 这就需要我们用户在日常使用过程中加强对系统维护的工作 SOS记录仪 接收站均属长时间连续工作设