KBD5矿用本安型煤与瓦斯突出电磁辐射监测仪

简介:

该监测仪可用于预测预报煤与瓦斯突出，也可用于预测预报矿山冲击地压、顶板塌陷，滑坡等煤岩灾害动力现象，用于对岩石混凝土建筑工程的稳定性进行监测预报等。由于电磁辐射与煤岩体的变形破裂过程密切相关，该监测仪也可用于煤岩混凝土等非金属非均匀材料的变形破裂机制及过程的研究。KBD5矿用本安型煤与瓦斯突出电磁辐射监测仪是利用高灵敏度、宽频带、定向接收天线接收来自被监测区域含瓦斯煤岩体的电磁辐射信息来预测预报煤与瓦斯突出等含瓦斯煤岩灾害动力现象的仪表，是在EME-3型突出危险钻孔电磁辐射预测仪的基础之上改进、不断完善并研制成功的，是按GB3836.4~83《爆炸性环境用防爆电气设备通用要求》制造的，仪表为便携式本质安全型，防爆标志为“iI”，并通过煤炭工业部上海电气防爆检验站检验合格（合格证编号：2984039）。 功能特点:监测仪具有人机对话、定向接收、数据接收、数据处理、数据存储、数据或图形显示、数据查询、与PC机通讯和报警等功能。

仪表实现了非接触，不需要打钻，也不影响生产。由于采用了定向接收技术，基本可以排除周围工作机械的电磁干扰。天线的开口角度共有四种，分别为10度、30度、60度和90度，可根据被监测区域的大小和距被监测区域的距离而选择不同开口角度的天线。定向天线的选择可定位确定危险区域。监测的指标有电磁辐射强度和脉冲数，当监测的电磁辐射强度或脉冲数超过设定的预警临界值时，仪器发出警报。

信号的采集、转换、处理、数据及图形显示、数据存储和报警由监测仪自动完成，通过操作面板按键可进行参数设置和数据查询。在数据采集过程中，可对数据进行远距离实时传输，通过RS422/485接口由光纤电缆接至矿井环境监测系统中，也可在采样及预报结束后，通过RS232通讯口与微机连接，将初始参数值及采样结果读入微机，在微机中可对得到的极大电磁辐射强度和脉冲数时间序列进行进一步的二维(时间和空间)趋势分析。接收机主放实现了程控可调，可适用于监测不同条件的煤岩体。由于实现了较大范围长时间动态连续监测，因而几乎不受煤岩体及应力分布不均匀和不稳定的影响。

仪表具有抗干扰能力强，灵敏度高，接收信号频带宽，操作简单，体积小，携带方便，适用范围广，实现了动态连续监测的特点。

主要技术参数： 频率带宽：1kHz～1MHz; 接收天线灵敏度：50mV/m; 测试方式：非接触式定向测试； 报警方式：手动设置预警临界值，超限自动报警； 接收机灵敏度：（信噪比3：1）≤2mV； 电源：MCDX-Ⅲ型隔爆兼本安电源； 工作电压：12V，工作电流：不大于500mA； 防爆型式：ibI，本质安全型。

技术原理:

KBD5矿用本安型煤与瓦斯突出电磁辐射监测仪是通过监测含气煤岩或不含气煤岩变形破裂过程中电磁辐射信息预测预报含气或不含气煤岩灾害动力过程及现象的。在采掘工作面前方，依次存在着三个区域(见图2)，它们是松驰区域(即卸压带)A、应力集中区B和原始应力区C。采掘空间形成后，煤体前方的这三个区域始终存在，并随着工作面的推进而前移。

在Ａ区，煤体已发生屈服，在煤体内部形成了大量的裂隙，煤体已大体破碎，其内部赋存的瓦斯大部分得到释放，煤体已不能承受太大的应力作用。因此该区域的应力较低，瓦斯压力也很低.由A区到B区，应力及瓦斯压力越来越高，因此电磁辐射信号也越来越强。

在应力集中区B，应力和瓦斯压力达最大值，因此煤体的变形破裂过程也较强烈，电磁辐射信号最强。

越过峰值区后进入C区，电磁辐射强度将有所下降。沿着工作面煤体深度方向电磁辐射应产生一个应力曲线型的理论曲线。非接触监测时测定的是总体电磁辐射强度和脉冲数，预测范围包含了应力松驰区和应力集中区。 工作面前方的这三个区的范围及距工作面煤壁的距离随周期性掘进或回采工作的进行而发生变化。在新的采掘空间形成的瞬时，工作面煤体卸压带很小，应力集中带的应力集中程度较高，而后向内部逐渐转移，卸压带成为突出的屏障。

突出有两类：

一类是瞬时突出，在新的掘进或回采空间形成的瞬时，煤体内地应力和瓦斯压力重新分布，工作面煤壁附近的煤体的应力集中程度较高，当工作面煤体承受不了地应力和瓦斯压力的共同作用时，工作面煤体向采掘空间突出；

另一类是延期突出，新的采掘空间形成后，工作面煤体处于流变状态，应力集中带和高瓦斯压力带向煤体深处转移，或逐渐形成并向煤体深处转移，在此过程中，当煤体承受不了地应力和瓦斯压力的作用，且卸压带的煤体不足以抵抗突出时，突出就会发生。但是，煤与瓦斯突出是地应力(包括顶底板作用力和侧向应力)、瓦斯压力和煤体共同作用的结果，是经过一个发展过程后产生的突变行为，肯定有一个明显的前兆，那就是工作面前方煤体处于高应力状态，煤体电磁辐射信号较强，或处于逐渐增强的变形破裂过程中，煤体电磁辐射信号逐渐增强。 电磁辐射和煤的应力状态及瓦斯状态有关，应力高、瓦斯压力大时电磁辐射信号就强，电磁辐射频率就高，应力和瓦斯压力越高，则突出危险越大。电磁辐射强度和脉冲数两个参数综合反映了煤体前方应力的集中程度和瓦斯压力的大小，因此可用电磁辐射法进行突出预测。高灵敏度宽频带定向接收天线的选择视被监测区域的大小及距被测区域的距离的远近而定，被监测区域大或距被监测区域近时，使用开口大的开线，被监测区域小或距被监测区域远时使用开口小的天线。

安装使用:

a、将宽带、高灵敏度、定向接收天线用可调高及变换角度和接收方向的支架固定，使天线开口朝向被监测区域；将天线馈线(同轴屏蔽电缆)末端的Q9插头插入接收机天线接口插座上并拧紧；

b.设置参数后即可开始采样并进行预报；

C、信号可在接收机液晶显示器以图形或数据形式显示，也可通过光纤进行实时传输，在环境监测系统的微机上进行实时查看，或在采样及预报结束后，将存储器中的数据调入微机，在微机中进行趋势分析。

服务方式:

(1) 技术转让,提供产品(全套售价：12.5万元，保修期三年)，免费提供技术咨询；

(2) 对矿井煤与瓦斯突出等含瓦斯煤岩灾害动力现象进行监测预报及分析

(3) 矿井含瓦斯煤岩灾害动力过程井下多点监测预报及井上集中管理系统的设计和承包工程

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