SOS微震监测系统的优势.docx

SOS微震监测系统的优势
1、SOS微震监测系统简介
测技 SOS微震监测系统是波兰矿山研究总院通过三十多年的发展研制的新一代微震监测系统。采矿地震研究所七十年代开发了第一代数字微震监测仪LKZ，九十年代开发了新一代的发展为ASI数字化微震监测仪，目前已经更新为WINDOWS-XP下的SOS微震监测系统。该仪器已在波兰大多数矿井安装并用于冲击矿压危险的监测预报工作。
该系统可实现对矿井包括冲击矿压在内的矿震信号进行远距离（最大10Km）、实时、动态、自动监测，给出冲击矿压等矿震信号的完全波形。通过分析研究，可准确计算出能量大于100J的震动及冲击矿压发生的时间、能量及空间三维坐标，确定出每次震动的震动类型，判断出冲击矿压发生力源，对矿井冲击矿压危险程度进行评价。能分析出矿井上覆岩层的断裂信息，实现描述空间岩层结构运动和应力场的迁移演化规律，为煤矿的安全生产服务。

系统工作结构图

2、SOS微震监测系统的基本功能
Ø 专用于煤矿冲击矿压危险监测预警。
Ø 全矿井区域监测和重点区域监测。
Ø 可实现对矿井包括冲击矿压在内的矿震信号进行远距离（最大10Km）、实时、动态、自动监测，给出冲击矿压等矿震信号的完全波形。
Ø 微震监测系统是一套完全独立的系统，系统应简洁，运行可靠；井下无需另行安装电源或系统分站。
Ø 系统扩展能力强，由16通道可以扩展到32通道
Ø 记录仪和分析仪可实现多组震动波形的处理。
Ø 能在系统中修正岩层中震动的传播速度，定位精度高。
Ø 手动（自动）捡取通道信息进行震源定位，并可显示震源在图上的位置，及自动计算震动能量。震源定位点、能量可精确地显示在矿图中，可在矿图中放大和平移，方便观察震动源点，并方便以文件的方式进行打印。
Ø 系统可以监测的震动能量大于100J，频率在0.1～600Hz的震动。
Ø 微震检波探头（拾震器）在工作时，敏感度高，抗干扰能力强，记录的信号准确，并且安装、维护简单，可回收及重复使用。能24小时实时监控，并且应响应频带宽，确保震动事件记录（冲击信号）的完整性，杜绝出现对微震信号的漏检，或检测不到的现象（事故）。
Ø 系统软件可实现震动波形的微分、积分、滤波和频谱分析等操作，可获得准确的位移和加速度信号；滤除背景噪音；获得信号频率成分及主频。预警分析软件功能强，操作简单、分析准确，并能建立冲击矿压危险预警标准。
Ø 系统软件应用功能强，依据系统监测数据能分析出矿井上覆岩层的断裂信息，实现描述空间岩层结构运动和应力场的迁移演化规律，为煤矿的安全生产服务。
Ø 系统的扩展功能丰富：①依据系统监测数据能实现煤矿冲击危险震动波CT分析技术的应用；②依据监测系统能建立矿震远程在线监测平台，实现全矿井矿震监测信息的网络的实时传输，实现异常信息的专家在线快速诊断与冲击矿压预警信息的远程在线发布。
Ø 系统在现场应用的案例丰富，并有应用现场的验证和实际应用效果的检验，以及在微震监测系统应用过程中，形成了对冲击矿压形成机理的较高水平研究和认识。尤其是针对系统应用的技术保障方面，具有长期从事煤矿冲击矿压灾害监测与治理研究的科研团队，使得在微震监测系统使用过程中，对矿方在冲击矿压灾害监测、预警，以及治理等方面能提供理论指导和技术支持，并且依据SOS微震监测系统协助矿方建立冲击矿压危险预警标准。
3、监测区域和监测频带宽
SOS微震监测系统为全矿井兼重点区域监测系统，声发射系统则为工作面局部区域范围的监测系统。SOS微震监测系统频带范围达到0.1～600Hz。既保证了全矿井范围的微震监测，又能对重点区域进行强化监测。既能保证对0.1～150Hz的高能量低频率矿震信号的监测，又要保证对重要的150～600Hz区段的低能量高频率的矿震信号进行监测，并确保对监测到的矿震信号有高的线性度。
4、独立的供电方式和系统授时的唯一性
煤矿井下机电设备较多，受其工作环境的复杂，供电的畅通性上远没有地面简单易操作。SOS微震监测系统采用由地面的采集站独立地向井下探头供电，采集站经电缆分别向每个检波测量探头提供37~42V本质安全电压，且地面采集站内置故障指示灯可随时显示出井下线路的故障，便于工作人员维护。无需井下专设供电分站，避开了井下供电操作的复杂，真正实现24h实施有效监控。目前国内煤矿安设的多数微震监测系统多采用井下设立供电分站的方式对传感器提供电源，这种方式容易受井下断电影响，维修工作比较复杂，且无法保证正常工作，往往会导致矿震信号漏记、定位和能量计算不准确等问题，极大影响了矿震信号的采集，进而影响对冲击地压危险的分析。
SOS微震监测系统采用独立的、统一的GPS授时模式，实现了井下所有传感器在监测震动信号时的实时性与同步性，从而保证了系统监测对时间标准的高要求。
5、系统的简洁性
SOS微震监测系统系统简洁，除安装在井下的监测探头外，无其他任何设备，避免了因井下辅助设备较多而产生的系统故障率高和监测不同步的现象，从而保障了系统运行的稳定性和可靠性，以及系统维护的简便性。
6、工作原理的科学性
微震活动性的两个评价指标震动能量和震动次数存在正相关，即能量越小的震动，频率高、次数多。由于声发射系统主要监测工作面区域大量的高频低能震动信号，数据庞杂，靠人力是无法短时间内分析完成的。矿山震动须表征破裂事件强度的能量和一段时间内震动次数，而声发射监测系统并不能给出破裂的具体位置，所以不能给出破裂事件的真实能量。声发射侧重的是破裂事件的变化，即声发射事件偏差值，并以此为根据对工作面的危险性进行评价，并给出危险等级和相应的对策。SOS微震监测系统只需要分析人员对波形到时进行标记，即可准确地计算出震源的三维空间位置，并通过积分面积计算，以及振幅计算，进而得出震动信号的能量。能更好的利用震动信号的能量和震动次数评价某一时间段内微震的活动性，从而更好的判别出冲击危险前后的矿震活动趋势，可有效的的捕获冲击危险发生的前兆信息，为矿山冲击矿压监测预警起到实质性的指导作用。
7、系统的高灵敏度和放大增益
灵敏度是指相对于被测量变化的位移率，灵敏度是衡量物理仪器评价监测效果的一个重要指标。检波器的高灵敏度实现了低频高能信号的记录，低频大能量震动事件虽然是小概率事件，但往往是造成矿山冲击破坏的主导，所以SOS微震监测系统是对该类事件进行重点监测和关注，防止大能量震动信号的漏检，或检测不到。这就需要系统所配的传感器具有灵敏度高，监测频带范围宽等较高的技术要求。SOS微震监测系统检波器的灵敏度为50～15000mA×s/m ，同时可实现1.66V/mA～16.66V/mA (×1，×2，×5，×10)的放大增益，较其他微震监测系统灵敏度更高，监测频带更宽。
8、系统用的探头监测范围宽
许多监测系统对矿井工作环境和监测区域范围，以及井下对安设设备的稳定性、监测范围的宽广性、可操作性、以及空间体积的大小等高要求标准的受限，所造成的监测状态及监测效果不佳。而SOS微震监测系统是针对煤矿冲击矿压危险监测预警进行设计的标准监测系统，受矿井工作环境和监测范围限制的影响较小，并且SOS微震监测系统标准16通道，大多安设在主要巷道，可实现全矿井兼重点区域的三维立体监测。
9、系统运行成本低
许多微震（声发射）监测系统大多布置在工作面区域，当进行全矿井监测时需增设大量的传感器和工作分站，并且随着工作面的回采，传感器的移动频繁，以及因监测范围、监测量的增加，从而造成后续设备的增配随之增加，使得相应的后续设备配置成本也随之增高。以及伴随着系统故障率和系统的复杂性的增加，系统复杂性的加大，也造成了系统监测误差率的增大，进而加大了整体系统造价和维护成本较大，其结果是虽然系统的初期安装费用有可能较低，但在系统后续的运行过程中成本较高。SOS微震监测系统在其初期安装所监测的范围就是针对全矿井范围的范围，不因矿井工作区域的改变而对系统的设备配置等发生改变，其系统的造价是固定不变的，并且因其系统的简洁性，使得系统的运行和维护成本很低。
10、科研团队和自主研发能力的重要性
徐州弘毅科技发展有限公司坐落在中国矿业大学国家大学科技园，是以中国矿业大学“煤炭资源与绿色开采国家重点实验室”为依托，基于“感知矿山”的物联网技术，将科研开发、产品销售、工程安装、售后服务、科技项目咨询服务等集于一体的高新技术企业。企业依托中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室和波兰矿山研究总院的人才、技术优势，加强与企业集团的横向合作，不断开发具有自主知识产权的品牌产品，企业产品长期保持行业内技术上的领先地位。
公司拥有多项专利技术，具有一支业务娴熟的员工队伍。现有员工56名，其中教授2人，副教授3人，博士6人，硕士研究生20人。主要来自中国矿业大学冲击矿压课题组科研团队，从事科研项目研究、产品研发，国外产品引进（波兰SOS微震监测系统）工作，具有扎实的专业知识和丰富的科研经验。长期进行煤矿冲击矿压灾害监测与治理、围岩监测与控制等研究。针对目前煤矿冲击矿压防治的关键技术难题，以岩层运动与围岩应力场为基础，提出了煤岩体的强度弱化减冲理论，巷道围岩的强弱强结构效应，形成了以综合指数法、矿震法、电磁辐射法、钻屑法、应力监测法为一体的冲击矿压矿震监测预报技术，以松散煤岩体（包括坚硬顶板水力致裂）为主的治理技术，以柔性蓄能为主的防冲支架与支护技术，建立了煤矿冲击矿压防治理论与技术体系。
冲击矿压监测预警问题仍是世界性难题，单一的监测是远远不够的，为更好的对监测数据的综合处理，对专业技术团队的技术支持的要求就很高。中国矿业大学冲击矿压课题组多年来一直致力于矿井监测预警研究。而徐州弘毅科技发展有限公司依托中国矿业大学冲击矿压课题组而建立的技术服务型公司，特别是近年来利用SOS微震监测系统的大量现场监测数据，开发了多个基于该系统的分析和评价软件，为现场工作人员处理庞大数据提供了良好数据分析环境和提升了解决问题的能力。并且通过与中国矿业大学冲击矿压课题组的合作，在双方共同的努力和科研合作下，更好的从本质上解决冲击矿压灾害问题，解决矿山的安全隐患这与其他单纯以销售设备为主要目的厂家有着重大的本质区别。
11、系统应用市场占有率高
SOS微震监测系统是针对具有矿震现象的矿井进行设计的一种标准型微震监测系统，在对具有良好应用业绩的微震监测系统用户调研的结果表明， SOS微震监测系统占现场应用的第一位，应用业绩的品牌最佳。目前已在甘肃矿区、陕西矿区、山西矿区、兖州矿区、东北矿区、徐州矿区、淮北矿区、山东矿区、河南矿区、平顶山矿区和孟加拉国巴拉普库利亚煤矿等矿区中应用，以及在中国矿业大学、河南理工大学等院校中也得以应用，并且参与院校的教学和科研，对矿井安全生产起到了突出的指导作用。
12、基于SOS微震监测系统台网误差分析和对台网布设方案评价的重要性
煤矿矿震定位的准确度依赖于以下几种因素：微震台网布置、台站P波到时读入的准确性、背景噪音的特点和仪器的采样频率、求解震源算法、速度模型和区域异常（例如采空区）所导致的传播路径的变化。通过优化台网布置和降低随机因素大小等手段降低求解震源的非线性方程组的条件数，提高台网的容差能力，提高求解系统的监测效果。
在相同输入误差下，台网布设优的区域抗误差能力强，求解的震源位置分布就越集中。当煤矿中出现定位误差较大时，多是由于台网布设不合理造成的，而又由于开采区域是不断移动的，因此台网布设还应根据现场实际情况进行调整，以获得准确的震源能量和震源位置求解结果。
13、基于SOS微震监测系统的弹性波CT反演的技术应用
基于SOS微震监测系统的弹性震动波CT透视技术，就是地震层析成像技术，是一种采矿地球物理方法之一。其工作原理是利用地震波射线对工作面的煤岩体进行透视，通过地震波走时和能量衰减的观测，对工作面的煤岩体进行成像。地震波传播通过工作面煤岩体时，煤岩体上所受的应力越高，震动传播的速度就越快。通过震动波速的反演，可以确定工作面范围内的震动波速度场的分布规律，根据速度场的大小，可确定工作面范围内应力场的大小，从而划分出高应力区和高冲击矿压危险区域，为这种灾害的监测防治提供依据。
14、基于SOS微震监测系统的矿震远程专家平台的技术应用
目前，国内多数微震监测系统所监测的信息无法第一时间提供给公司分管领导和技术主管手中，仅停留在为本矿井防治冲击矿压决策使用，统一调度的反应机制慢、数据利用率低。鉴于此类问题，我公司于矿方联合共同构建了基于SOS微震监测系统的远程监控平台。该平台建立后，大大提高了公司上下统一调度和专家诊断的效率，同时利用网络远程平台，科研院所冲击矿压专家可通过网络终端获取矿震的监测信息，这为冲击矿压专家进行冲击矿压危险诊断远程决策提供了便利。
15、系统质量的品质性高和售后服务保障性高
SOS微震监测系统自2007年（在国内微震监测系统的应用中时间最早）从波兰引进并在国内应用以来，就以其系统配置简洁，设计合理，算法科学，定位精度高，操作界面直观，分析数据可靠，系统运行稳定，无漏检，以及设备品质高等优点而广受用户的好评。尤其是徐州弘毅科技发展有限公司秉承科技为先导，技术服务为企业生存之道，以及对系统的应用和用户的技术支持和售后服务高度的重视，把用户至上视为企业的生命而建立的良好信誉，深受广大用户的赞誉。
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