CN116540294A - 矿用微震与地音一体化分布式监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请提出了一种矿用微震与地音一体化分布式监测系统及方法，该系统包括：设置在井下的多个一体化分布式采集分站、微震传感器和地音传感器,以及设置在井上的工控主机和授时服务器，其中，每个一体化分布式采集分站连接多种类型的微震传感器和地音传感器，每个一体化分布式采集分站通过井下环网与工控主机和授时服务器相连。一体化分布式采集分站用于对连接的传感器进行信号采集、状态监测和信号控制。工控主机上安装数据采集与预警应用，用于对井下全部的一体化分布式采集分站和传感器进行集中控制，并进行预警。该系统可实现井下区域微震和局部地音的一体化监测，便于监测系统的部署，且提高了监测的精确性。

Description

矿用微震与地音一体化分布式监测系统及方法

技术领域

本申请涉及煤岩动力监测技术领域，尤其涉及一种矿用微震与地音一体化分布式监测系统及方法。

背景技术

随着煤矿开采深度的增加，冲击地压、煤与瓦斯突出和顶底板突水等煤岩动力现象及灾害愈加严重，因此，为了保证井下煤炭开采的安全，需要对煤岩动力现象进行监测。其中，煤矿井下微震监测及地音监测是监测煤岩动力现象的重要实现方式。

相关技术中，通常是在井下相应位置处构建煤矿微震监测系统和地音监测系统，通过部署的监测系统分别进行微震监测和地音监测。然而，上述相关技术中的煤岩动力监测方式，监测系统的部署成本较高且维护困难。并且，随着开采深度的逐渐加深，当需要实现大范围监测时，相关技术中的监测方式无法获得精确的监测数据，监测结果存在误差，可靠性较低。

发明内容

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本申请的第一个目的在于提出一种矿用微震与地音一体化分布式监测系统，该系统通过配接不同的震动传感器及其它类型传感器，可以实现采场范围内冲击地压监测、巷道范围内的煤与瓦斯突出监测及顶底板突水监测，从而实现了井下区域微震和局部地音的一体化监测，便于监测系统的部署，且提高了监测的精确性，扩大了监测范围。

本申请的第二个目的在于提出一种井下微震与地音的一体化监测方法。

为实现上述目的，本申请的第一方面在于提出一种矿用微震与地音一体化分布式监测系统，包括：设置在井下的多个一体化分布式采集分站、多个微震传感器和多个地音传感器,以及设置在井上的工控主机和授时服务器，其中，

每个所述一体化分布式采集分站连接多种类型的微震传感器和地音传感器，每个所述一体化分布式采集分站通过井下环网与所述工控主机和所述授时服务器相连；

所述微震传感器和所述地音传感器根据应用场景组合设置，用于以高灵敏度分别监测所述应用场景下的微震信号和地音信号；

所述一体化分布式采集分站，用于采集连接的所述微震传感器和所述地音传感器发送的信号，监测相连的每个传感器的状态并向相连的每个传感器的发送控制信号；

所述授时服务器，用于向井下环网设备提供标准的时间信号，以使接入所述井下环网的所述多个一体化分布式采集分站进行同步；

所述工控主机上安装数据采集与预警应用，用于对井下全部的一体化分布式采集分站和传感器进行集中控制，并根据各个传感器发送的监测信号进行多层次预警。

可选地，在本申请的一个实施例中，该系统还包括：设置在井下的多个风速传感器、多个甲烷浓度传感器、多个声光报警器和多个隔爆兼本安电源，其中，每个所述一体化分布式采集分站与一个所述隔爆兼本安电源相连，每个所述一体化分布式采集分站还分别与所述风速传感器、所述甲烷浓度传感器和所述声光报警器相连。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述多种类型的微震传感器，包括：锚杆单分量微震传感器、孔内气囊三分量微震传感器、孔内气囊单分量微震传感器和长钻孔气囊单分量微震传感器串；多种类型的地音传感器，包括：锚杆单分量地音传感器、孔内气囊三分量地音传感器、孔内气囊单分量地音传感器和长钻孔气囊单分量地音传感器串，每个传感器具有灵敏度可调的功能。

可选地，在本申请的一个实施例中，在回采工作面冲击地压监测预警场景下，任一一体化分布式采集分站设置在回采工作面的尾端，多个所述孔内气囊单分量微震传感器设置在所述回采工作面的顺槽两侧，所述孔内气囊三分量微震传感器设置在所述回采工作面的中间区域。

可选地，在本申请的一个实施例中，在掘进工作面煤与瓦斯突出监测预警场景下，任一一体化分布式采集分站设置在掘进工作面的始端，多个所述锚杆单分量地音传感器设置在所述掘进工作面的两侧，与所述任一一体化分布式采集分站相连的风速传感器、甲烷浓度传感器和声光报警器设置在所述掘进工作面的中间区域。

可选地，在本申请的一个实施例中，在顶底板突水监测预警场景下，任一一体化分布式采集分站设置在巷道中，与所述任一一体化分布式采集分站相连的两个所述长钻孔气囊单分量微震传感器串，以预设夹角对称设置在所述顶底板上。

可选地，在本申请的一个实施例中，每个所述微震传感器和每个所述地音传感器的输出信号均设置为4毫安至20毫安的电流环信号，每个传感器的灵敏度根据所应用的工作场景设置。

可选地，在本申请的一个实施例中，在多个一体化分布式采集分站之间的距离小于预设距离时，所述多个一体化分布式采集分站通过同步线进行同步。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述数据采集与预警应用，包括：项目管理模块、设备管理模块、实时数据管理模块、实时预警模块、历史数据管理模块、状态监测模块、数据推送模块和系统帮助模块。

为实现上述目的，本申请第二方面在于提出了一种井下微震与地音的一体化监测方法，该方法应用于本申请第一方面所述的矿用微震与地音一体化分布式监测系统，该方法包括以下步骤：

获取每个一体化分布式采集分站采集的监测信号，其中，所述监测信号包括不同预警场景下的微震监测信号或地音监测信号；

将每个所述监测信号与对应的监测预警指标进行比较，所述监测预警指标根据不同的预警场景设置；

在所述监测信号超出对应的监测预警指标的情况下，生成相应的预警信息，并在存在多种预警信息的状态下，组合所述多种预警信息并输出多层次的预警信号。

本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：本申请通过配接不同的震动传感器及其它类型传感器，可以实现采场范围内冲击地压监测、巷道范围内的煤与瓦斯突出监测以及水害中上三带与下三带的监测，从而实现了井下区域微震和局部地音的一体化监测，将微震监测与地音监测有机统一，便于监测系统的部署。并且，统一了监测系统中各传感器信号输出类型，提高了信号传输距离和信号传输的信噪比。采用的多个一体化分布式采集分站具备微秒级时钟同步精度，可实现多传感器接入。从而提高了监测的精确性，扩大了监测范围。并且，本申请通过井上的数据采集与预警应用，可针对不同的应用场景实现所需的功能，丰富了监测系统所能实现的功能，便于进行集中控制。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请实施例提出的一种矿用微震与地音一体化分布式监测系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提出的一种具体的矿用微震与地音一体化分布式监测系统的结构示意图；

图3为本申请实施例提出的一种用于回采工作面冲击地压监测预警的设备布置示意图；

图4为本申请实施例提出的一种用于掘进工作面煤与瓦斯突出监测预警的设备布置示意图；

图5为本申请实施例提出的一种用于顶底板突水监测预警的设备布置示意图；

图6为本申请实施例提出的一种井下微震与地音的一体化监测方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

需要说明的是，在相关实施例中，通常是设置单台微震监测分站和单台地音采集分站，分别进行微震和地音的监测，不但部署成本高且不便于实施，且由于单台分站监测范围有限，大范围监测时，则需要部署多台监测分站，这会带来另外2个问题。第一，多台分站部署时，各分站间同步精度低，导致微震系统定位精度低。第二，震动传感器(包括微震传感器和地音传感器)与采集分站间远距离传输时，由于震动传感器输出模拟信号，输出过程中容易收到井下环境的干扰，造成采集到的信号信噪比低，进一步降低了根据信号确定的监测结果的精确性。此外，目前的微震监测分站与地音监测分站功能较为单一，只能实现对应微震传感器，地音传感器的采集功能，不能接入其它类型传感器，且不具备对接入传感器状态感知的功能。

为此，本申请实施例提出一种矿用微震与地音一体化分布式监测系统及方法，实现井下区域微震和局部地音的一体化监测，便于监测系统的部署，且提高了监测的精确性。

下面参考附图详细描述本发明实施例所提出的一种实现井下区域微震和局部地音的一体化监测，便于监测系统的部署，且提高了监测的精确性。

图1为本申请实施例提出的一种矿用微震与地音一体化分布式监测系统的结构示意图，如图1所示，该系统包括：设置在井下的多个一体化分布式采集分站100、多个微震传感器200和多个地音传感器300，以及设置在井上的工控主机400和授时服务器500。

其中，设置在井下的微震传感器200和地音传感器300包括多种类型，每个一体化分布式采集分站100均连接多种类型的微震传感器200和多种类型的地音传感器300。每个一体化分布式采集分站还通过由井下传输至井上的通信网络，与井上的工控主机400和授时服务器500通信连接。

微震传感器200和地音传感器300根据应用场景组合设置，用于以高灵敏度分别监测不同应用场景下的微震信号和地音信号。即，在不同的工作面和巷道等监测区域，可以根据当前场景需要监测的微震信号或地音信号，从多种类型的传感器中选择一种或多种进行组合，以实现煤岩动力监测。

本申请中每个震动传感器均设置为高灵敏度，从而可以有效提高采集到震动信号的信噪比，以适用于远距离的信号传输。

一体化分布式采集分站100，用于采集连接的微震传感器200和地音传感器300发送的信号，监测相连的每个传感器的状态并向相连的每个传感器的发送控制信号。

具体的，一体化分布式采集分站100可以结合监测需求和硬件设备条件，连接多种类型的微震传感器200和多种类型的地音传感器300等各类型的监测设备。通过调整分站中的系统结构和各个组件的参数等方式，将微震监测和地音监测在一个分站中实现，从而将微震监测系统及地音监测系统的有机统一。

一体化分布式采集分站100可以实现各个配接设备的信号采集、状态监测和信号控制。其中，一体化分布式采集分站100可以以一定的采样频率采集配接的各个传感器发送的监测信号，在实现实时的进行煤岩动力监测的基础上，尽可能的降低耗费的计算资源。比如，在本申请一个实施例中，可以根据监测要求和设备性能，设置一体化分布式采集分站100对连接的微震传感器200和地音传感器300的采样频率为1至20采样千次每秒(kiloSamples per Second，简称KSPS)，实现由传感器采集的模拟信号至计算所需的数字信号的转换。

进一步的，一体化分布式采集分站100还可以对配接的各个设备进行状态监测，根据接收到的信号检测每个设备的运行状态是否正常。授时服务器500，用于向井下环网设备提供标准的时间信号，以使接入井下环网的各个一体化分布式采集分站进行同步。

具体的，接入井下环网的各个一体化分布式采集分站100以及其配接的微震传感器200和地音传感器300等各种设备均可进行时间同步。授时服务器500的类型根据需要确定，比如，可选用北斗授时服务器，授时服务器500能够从卫星上获取标准的时间信号,并将标准的时间信号通过服务接口和从井上至井下的通信网络传输给井下环网中需要时间信息的各个设备,从而使井下环网中的各个设备达到时间和日期的同步。

由此，本申请的一体化分布式采集分站100具备精密时钟同步功能，只要接入井下环网的设备其同步精度可保证小于1微秒的同步精度。

工控主机400上安装数据采集与预警应用，数据采集与预警应用可以是预先研发的系统软件，用于对井下全部的一体化分布式采集分站和传感器进行集中控制，并根据各个传感器发送的监测信号进行多层次预警。

具体的，数据采集与预警软件通过其内置的各个功能模块，可以实现对接入环网的一体化分布式采集分站及配接的传感器进行集中控制和工程管理等多项功能。还可以针对采集到的各传感器、配接传感器信号进行进一步分析并进行多层次预警，比如，当存在多个预警信息时，按照井下监测系统各层级间的连接结构，基于层级顺序依次进行预警。又比如，根据各个预警的紧要程度依次进行预警。

在本申请一个实施例中，在实际进行监测时，本实施例还提出了一种具体的矿用微震与地音一体化分布式监测系统。图2为本申请实施例提出的一种具体的矿用微震与地音一体化分布式监测系统的结构示意图，如图2所示，该系统在图1所示的系统的基础上(其中，便于描述对图1中的各个设备替换了标号)，还包括：设置在井下的多个风速传感器3、多个甲烷浓度传感器4、多个声光报警器5和多个隔爆兼本安电源7。

其中，每个一体化分布式采集分站6通过井下环网中的交换机和地面通信网络中的交换机，与地面上的北斗授时服务器8和数据采集与预警应用9(可视为所安装于的工控主机)相连。

其中，每个一体化分布式采集分站6与一个隔爆兼本安电源7相连，隔爆兼本安电源7为对应连接的一体化分布式采集分站6供电，以使分站上电工作。每个一体化分布式采集分站6还分别与风速传感器3、甲烷浓度传感器4和声光报警器5相连。每个一体化分布式采集分站6可以连接一个或多个上述传感器。

举例而言，每台一体化分布式采集分站6可最大安装16路震动传感器、2路风速传感器、2路甲烷浓度传感器和1路声光报警器。

继续参照图2，在本实施例中，多种类型的微震传感器1，按照机械结构可分为：锚杆单分量微震传感器11、孔内气囊三分量微震传感器12、孔内气囊单分量微震传感器13和长钻孔气囊单分量微震传感器串14。多种类型的地音传感器2，按照机械结构可分为：锚杆单分量地音传感器21、孔内气囊三分量地音传感器22、孔内气囊单分量地音传感器23和长钻孔气囊单分量地音传感器串24。

每个传感器具有灵敏度可调的功能。微震传感器1，可由锚杆单分量微震传感器11、孔内气囊三分量微震传感器12、孔内气囊单分量微震传感器13和长钻孔气囊单分量微震传感器串14中的一种及几种组合使用。地音传感器2，可由锚杆单分量地音传感器21、孔内气囊三分量地音传感器22、孔内气囊单分量地音传感器，23和长钻孔气囊单分量地音传感器串24中的一种及几种组合使用。

在本实施例中，各个微震传感器1的频率特性为3-500Hz，且灵敏度可调范围为100-1000V.m/s。各个地音传感器2的频率特性为20-2000Hz，且灵敏度可调范围为100-1000V.m/s。

在本申请一个实施例中，每个微震传感器1和每个地音传感器2的输出信号均设置为4毫安至20毫安的电流环信号，每个传感器的灵敏度根据所应用的工作场景设置，具体可结合施工方案和监测对象等因素调整，即输出的电流环信号可调。具体的，本申请实施例将各个震动传感器的输出调制成电流环可以实现大于5km信号传输而没有任何衰减，具体的电流环信号的数值根据当前的传感器的信号传输距离调整。由此，本申请可以进一步提高震动传感器的信号传输距离，保证传输高信噪比的震动信号，以提高监测的精确性。

在本申请一个实施例中，一体化分布式采集分站6可以与相连的各种类型的传感器组合设置在不同的监测区域，以实现各种煤岩动力现象的监测，比如，包括采场范围内冲击地压监测、巷道范围内的煤与瓦斯突出监测和水害上三带下三带的监测。下面结合几种具体的应用场景进行示例性说明：

作为第一种示例，在回采工作面冲击地压监测预警场景下，如图3所示，任一一体化分布式采集分站6设置在回采工作面的尾端，多个孔内气囊单分量微震传感器13设置在回采工作面的两侧岩壁上，孔内气囊三分量微震传感器12设置在回采工作面的中间区域，即图中所示的回采工作面的水平对称轴上。

作为第二种示例，在掘进工作面煤与瓦斯突出监测预警场景下，如图4所示，任一一体化分布式采集分站6设置在掘进工作面的始端，多个锚杆单分量地音传感器21设置在掘进工作面的两侧，与任一一体化分布式采集分站6相连的风速传感器3、甲烷浓度传感器4和声光报警器5设置在掘进工作面的中间区域，即图中所示的掘进工作面的水平对称轴上。

作为第三种示例，在顶底板突水监测预警场景下，如图5所示，任一一体化分布式采集分站6设置在巷道中，与任一一体化分布式采集分站相连的两个长钻孔气囊单分量微震传感器串14，以预设夹角对称设置在顶底板上，即长钻孔气囊单分量微震传感器串14与一体化分布式采集分站6相连，且与顶底板之间呈一定的夹角。

由此，通过上述几种示例，可以实现了采场范围内冲击地压监测、巷道范围内的煤与瓦斯突出监测以及水害上三带下三带的监测。

在本申请一个实施例中，在多个一体化分布式采集分站之间的距离小于预设距离时，多个一体化分布式采集分站通过同步线进行同步。即，当两个或多个一体化分布式采集分站距离较近时，在小于预设的距离阈值时，可对符合距离要求的各个分站采用同步线进行同步，以进一步提高各个分站间的同步性。

在本申请一个实施例中，安装在工控主机上的数据采集与预警应用9，包括：项目管理模块、设备管理模块、实时数据管理模块、实时预警模块、历史数据管理模块、状态监测模块、数据推送模块和系统帮助模块。

具体而言，数据采集与预警应用9可以实现对井下不同区域的监测项目的管理，当需要添加新的监测区域时，可更新项目。数据采集与预警应用9还可以对井下环网中的各个设备进行管理，包括向各个震动传感器发送调节指令等。数据采集与预警应用9还可以显示实时的监测数据并显示实时的预警信息，并且记录和存储历史数据，支持对历史数据的调佣。数据采集与预警应用9还可以监测各个设备的工作状态，并将监测数据推送至外部的其他系统处。

由此，本申请实施例的矿用微震与地音一体化分布式监测系统，通过震动传感器的多种设计满足了不同领域的需求，实现了微震传感器的远距离和高信噪比的信号传输，还通过分站同步技术解决了大范围监测场景下的多分站的监测信噪比低、同步精度低的问题。

综上所述，本申请实施例的矿用微震与地音一体化分布式监测系统，通过配接不同的震动传感器及其它类型传感器，可以实现采场范围内冲击地压监测、巷道范围内的煤与瓦斯突出监测以及水害中上三带与下三带的监测，从而实现了井下区域微震和局部地音的一体化监测，将微震监测与地音监测有机统一，便于监测系统的部署。并且，该系统统一了监测系统中各传感器信号输出类型，提高了信号传输距离和信号传输的信噪比。采用的多个一体化分布式采集分站具备微秒级时钟同步精度，可实现多传感器接入。从而提高了监测的精确性，扩大了监测范围。并且，该系统通过井上的数据采集与预警应用，可针对不同的应用场景实现所需的功能，丰富了监测系统所能实现的功能，便于进行集中控制。

下面对应用该矿用微震与地音一体化分布式监测系统进行煤岩动力监测的具体实现过程进行详细说明。图6为本申请实施例提出的一种井下微震与地音的一体化监测方法的流程图。

需要说明的是，该井下微震与地音的一体化监测方法应用于上述实施例的矿用微震与地音一体化分布式监测系统。该方法的执行主体，可以是上述矿用微震与地音一体化分布式监测系统中的工控主机400。工控主机400通过其安装的数据采集与预警应用中的逻辑程度实现本实施例的方法。

如图6所示，该方法包括以下步骤：

步骤S101，获取每个一体化分布式采集分站采集的监测信号，其中，监测信号包括不同预警场景下的微震监测信号或地音监测信号。

步骤S102，将每个监测信号与对应的监测预警指标进行比较，监测预警指标根据不同的预警场景设置。

步骤S103，在监测信号超出对应的监测预警指标的情况下，生成相应的预警信息，并在存在多种预警信息的状态下，组合多种预警信息并输出多层次的预警信号。

具体的，在本实施例中，根据煤矿井下具体的监测目的，按照上述一体化分布式监测系统实施例中的设置方式进行井下系统布置，可根据具体的监测需求按照图2至图5的方式进行选择布置。可参照并不限于选用如上传感器，设置每个震动传感器的灵敏度。每个震动传感器通过2芯矿用线缆传输至一体化分布式采集分站。数据采集与预警软件依次对分站和配接的震动传感器进行配置，针对不同的监测对象设置对应的监测预警指标。同时实现对硬件状态实时监控、数据实时存储和显示以及危险性预警功能。

需要说明的是，上述各步骤的具体实现过程，可以参照上述实施例中对矿用微震与地音一体化分布式监测系统的描述，实现原理相同，此处不再赘述。

为了实现上述实施例，本发明还提出一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本申请第二方面实施例所述的井下微震与地音的一体化监测方法。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，若在多个实施例或示例中采用了对上述术语的示意性表述，不代表这些实施例或示例是相同的。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种矿用微震与地音一体化分布式监测系统，其特征在于，包括：设置在井下的多个一体化分布式采集分站、多个微震传感器和多个地音传感器,以及设置在井上的工控主机和授时服务器，其中，

每个所述一体化分布式采集分站连接多种类型的微震传感器和地音传感器，每个所述一体化分布式采集分站通过井下环网与所述工控主机和所述授时服务器相连；

所述微震传感器和所述地音传感器根据应用场景组合设置，用于以高灵敏度分别监测所述应用场景下的微震信号和地音信号；

所述一体化分布式采集分站，用于采集连接的所述微震传感器和所述地音传感器发送的信号，监测相连的每个传感器的状态并向相连的每个传感器的发送控制信号；

所述授时服务器，用于向井下环网设备提供标准的时间信号，以使接入所述井下环网的所述多个一体化分布式采集分站进行同步；

所述工控主机上安装数据采集与预警应用，所述数据采集与预警应用，用于对井下全部的一体化分布式采集分站和传感器进行集中控制，并根据各个传感器发送的监测信号进行多层次预警。

2.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，还包括：设置在井下的多个风速传感器、多个甲烷浓度传感器、多个声光报警器和多个隔爆兼本安电源，其中，

每个所述一体化分布式采集分站与一个所述隔爆兼本安电源相连，每个所述一体化分布式采集分站还分别与所述风速传感器、所述甲烷浓度传感器和所述声光报警器相连。

3.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述多种类型的微震传感器，包括：锚杆单分量微震传感器、孔内气囊三分量微震传感器、孔内气囊单分量微震传感器和长钻孔气囊单分量微震传感器串；多种类型的地音传感器，包括：锚杆单分量地音传感器、孔内气囊三分量地音传感器、孔内气囊单分量地音传感器和长钻孔气囊单分量地音传感器串，每个传感器具有灵敏度可调的功能。

4.根据权利要求3所述的监测系统，其特征在于，在回采工作面冲击地压监测预警场景下，任一一体化分布式采集分站设置在回采工作面的尾端，多个所述孔内气囊单分量微震传感器设置在所述回采工作面的顺槽两侧，所述孔内气囊三分量微震传感器设置在所述回采工作面的中间区域。

5.根据权利要求3所述的监测系统，其特征在于，在掘进工作面煤与瓦斯突出监测预警场景下，任一一体化分布式采集分站设置在掘进工作面的始端，多个所述锚杆单分量地音传感器设置在所述掘进工作面的两侧，与所述任一一体化分布式采集分站相连的风速传感器、甲烷浓度传感器和声光报警器设置在所述掘进工作面的中间区域。

6.根据权利要求3所述的监测系统，其特征在于，在顶底板突水监测预警场景下，任一一体化分布式采集分站设置在巷道中，与所述任一一体化分布式采集分站相连的两个所述长钻孔气囊单分量微震传感器串，以预设夹角对称设置在所述顶底板上。

7.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，每个所述微震传感器和每个所述地音传感器的输出信号均设置为4毫安至20毫安的电流环信号，每个传感器的灵敏度根据所应用的工作场景设置。

8.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述数据采集与预警应用，包括：项目管理模块、设备管理模块、实时数据管理模块、实时预警模块、历史数据管理模块、状态监测模块、数据推送模块和系统帮助模块。

9.一种井下微震与地音的一体化监测方法，其特征在于，应用于如权利要求1-8任一所述的矿用微震与地音一体化分布式监测系统，所述井下微震与地音的一体化监测方法，包括以下步骤：

获取每个一体化分布式采集分站采集的监测信号，其中，所述监测信号包括不同预警场景下的微震监测信号或地音监测信号；

将每个所述监测信号与对应的监测预警指标进行比较，所述监测预警指标根据不同的预警场景设置；

在所述监测信号超出对应的监测预警指标的情况下，生成相应的预警信息，并在存在多种预警信息的状态下，组合所述多种预警信息并输出多层次的预警信号。