KJ1054煤矿电法监测系统

新修订的《煤矿防治水细则》第九条要求“......受底板承压水威胁的水文地质类型复杂、极复杂矿井，应当采用微震、微震与电法耦合等科学有效的监测技术，建立突水监测预警系统，探测水体及导水通道，评估注浆等工程治理效果，监测导水通道受采动影响变化情况”。KJ1054煤矿电法监测系统基于煤矿安全监控系统技术与矿井电法勘查技术，采用智能电极、伪随机调制、微信号采集、物联网等关键技术开发成功的矿山地球物理场监测系统。该系统在地下采掘空间（巷道、工作面）或钻孔中布置分布式智能电极，发射伪随机多频电场，通过观测煤岩体及地下水运移时视电阻率、视极化率、视幅频率的异常变化实现对水害的监测预警，为矿井生产安全提供保障。

(1) 工作面回采前评价底板注浆效果，圈定富水异常区分布；

(2) 工作面回采中监测和评价底板富水异常区的变化；

(3) 工作面回采中动态测试采动影响下顶板和底板围岩破坏规律，及导含水构造富水异常变化；

(4) 巷道掘进超前监测，动态评价前方构造及富水异常变化；

(5) 巷道掘进后方底板富水异常监测，动态评价底板滞后突水趋势；

(6) 监测评价采掘影响下采区\巷道\工作面边界构造富水异常变化；

(1) 首次将分段分布式智能电极转换技术应用到矿井，实现电极“不限数量”扩展布置且大幅降低功耗和故障率；

(2) 首次采用多级总线电极控制技术，实现电极测线“单线-支线-集中”混合网络布置，可灵活适应井下单巷、双巷、巷-孔等应用场所，实现四维电法监测技术。

(3) 首次将伪随机双频激电技术应用于矿井，实现幅频率（等效极化率）测量，可更敏感感知采掘空间围岩赋水异常变化；

(4) 具备流水化发射采集作业模式，设备系统与作业系统相互独立，且支持测点与任意电极间的映射；

(5) 系统软件基于云平台架构，监测数据上传至云服务器，支持远程数据查看、自动下载-处理-预警；

(6) 系统应用范围广，可适应掘进巷道超前水害监测、回采工作面顶底板水害监测、钻孔周边监测等；

KJ1054-F矿用本安型电法监测分站（安标号：MFB190175）选用高性能32位ARM® Cortex®内核，由通讯模块、控制模块、发射模块、采集模块、显示存储模块等构成；该分站是KJ1054电法监测系统的核心设备，通过总线或环网与地面主控服务器实现联网通讯。基于“分段分布式电极转换技术”与YDK12矿用本安型电法控制器、YDZ12矿用本安型电极转换器、电法大线、接地电极构成完整电法采集系统，能够实时测量监测煤矿井下空间煤岩层和含水层的电性参数，形成四维电法动态监测。

(1) 与地面主控服务器进行指令和数据交互通讯

(2) 可对分布式电极转换器和控制器的电极自动编号

(3) 控制实现跑极(ABMN)切换

(4) 对地发射直流、交流、伪随机双频人工电场

(5) 采集AB电流、MN电压通道的数据

(6) 实现地电场参数的解算，并发达至地面服务器

(7) 管理并返回电法采集系统的状态

 

                              YDK12矿用本安型电法控制器                                                                                                                       YDZ12矿用本安型电极转换器

YDK12矿用本安型电法控制器（安标号:MAB190345 ）和YDZ12矿用本安型电极转换器（安标号:MAB190344 ）基于“分段分布式电极转换技术”，每台转换器管理一段电极（16个），多台转换器形成分布式电极测线，控制器实现电极测线的网络分支布设，既具备了电极数任意扩展的优势，又避免了“分布式智能电极”功耗大、大线故障点多的缺点。

 

KJ1054电法监测系统配置表

KJ1054软件系统基于网络通讯、数据库、云计算、多终端融合技术，是实现系统控制、数据存储、分析处理、成果显示、水害预警等功能的重要组成部分。结合KJ1054电法监测系统的应用过程，根据系统不同角色使用人员的职能，软件系统由一系列独立运行又相互联系的软件组合而成。