基于微震监测系统的井下钻工作业考勤方法与流程

本发明涉及采矿工程与信息技术，尤其涉及一种基于微震监测系统的井下钻工作业考勤方法，适于地下采矿工程领域应用。

背景技术：

地采矿山与其他类型工程项目不同，工程管理人员对现场情况掌握十分有限。即使安装了井下定位系统及井下通讯系统，管理人员依然很难对施工区域的实时情况进行监测。井下作业单位在施工过程中，不同的作业工序会在围岩中产生不同的震动信号，因此通过对作业区域内围岩震动信号的监测，判断作业单位的状态及持续时间是可行的现场管理方法。同时，由于地下作业活动与围岩活动有很大关系，多种井工事故都与围岩运动有关。因此对现场岩石破裂信号的监测，可为现场安全管理提供非常有价值的参考。虽然目前存在很多种微震监测系统，然而其往往用于区域安全性预警工作，与现场管理结合并不紧密。为了保证现场施工的安全，地采矿山单位往往需要花费大量人力物力，派遣安全监管人员进行现场管理，而达到效果却不明显。

经检索：中国专利cn201910388659公开了“一种隧道微震监测岩石破裂事件自动识别方法”，该方法能将岩石破裂波自动识别过滤出，但此种方法仅能过滤岩石破裂信号，为区域安全评价做出查考，与现场管理结合并不紧密；中国专利cn201911047307公开了“一种基于步态识别的考勤机及考勤系统”，该系统可以通过识别步态，对工作人员考勤状态进行记录，并应用于企业管理，但此系统很难应用于井下现场管理。

为此，研发一种可应用于井下现场管理的基于微震监测系统的井下钻工作业考勤方法就显得尤为迫切。

技术实现要素：

本发明的目的或任务是克服现有技术的不足，提供一种基于微震监测系统的井下钻工作业考勤方法，它既能用于井下现场管理，又能用于考勤记录及危险辨识报警。

本发明的任务是通过以下技术方案来完成的：

基于微震监测系统的井下钻工作业考勤方法，针对井下作业区域或和作业单位的状态，分为井下监测区域震动波拾取、波形自动判断定位、考勤报表生成及危险辨识反馈四部分，具体过程如下：

(1)在作业区域或和作业单位布置微震监测传感器，通过微震监测传感器得到初始数据；

(2)由监测软件对初始数据类型和有效性进行判断分类；

(3)当步骤(2)中信号类型被判定为微震信号时，进行预警流程；

(4)当步骤(2)中信号类型被判定为作业单位活动信号时，进行考勤记录流程；

(5)当步骤(4)中信号起始时间和类型被判断出后，按日自动生成报表。

与现有技术相比，本发明具有以下优点或效果：

1.利用在作业区域布置的微震传感器，能对该区域围岩中产生的所有震动信号进行监测。

2.在利用软件自动辨识和分类后，能使用监测到的作业单位活动信号自动生成该区域作业单位的实际考勤情况，为现场管理提供依据。

3.利用微震信号对此区域安全性进行判断并能在该区域危险时做出快速响应。

附图说明

图1为依据本发明基于微震监测系统的井下钻工作业考勤方法提出的微震监测系统的井下生产单位作业综合管理系统整体布置结构示意图。

图2为依据本发明基于微震监测系统的井下钻工作业考勤方法提出的在掘进面应用时的示意图。

图3为依据本发明基于微震监测系统的井下钻工作业考勤方法提出的运行流程图；

图4为依据本发明基于微震监测系统的井下钻工作业考勤方法提出的考勤监测示意图。

以下结合附图对说明作进一步详细地描述。

具体实施方式

如图1-4所示，本发明的一种基于微震监测系统的井下钻工作业考勤方法，针对井下作业区域或和作业单位的状态，分为井下监测区域震动波拾取、波形自动判断定位、考勤报表生成及危险辨识反馈四部分，具体过程如下：

(1)在作业区域或和作业单位布置微震监测传感器，通过微震监测传感器得到初始数据；

(2)由监测软件对初始数据类型和有效性进行判断分类；

(3)当步骤(2)中信号类型被判定为微震信号时，进行预警流程；

(4)当步骤(2)中信号类型被判定为作业单位活动信号时，进行考勤记录流程；

(5)当步骤(4)中信号起始时间和类型被判断出后，按日自动生成报表。

本发明的方法可以进一步是：

所述步骤(3)中对信号类型的分类通过信号的持续时间长度、上升时间、幅值、波形形态及发生的时间点，对其进行自动判断分类成：岩石破裂、凿岩、生产爆破、车辆运输及人员走动信号。

针对监测区域内作业单位的工作状态将信号进行分类处理：岩石破裂信号将被应用于安全状态判断；其他工作单位活动信号将被应用于对考勤状态和情况的记录，记录每种信号起始点及结束点，由软件智能判断工作单位当日生产实际生产流程。

软件智能判断生成的实际考勤报表，为管理或为矿业生产单位掌握现场情况提供参考。

岩石破裂信号将被应用于作业作业区域安全性判断的依据，根据作业区域岩石破裂信号的频次和能量大小以及周边区域的岩石活动情况，当超出预警值过多时，判断此处作业区域为危险。

当作业区域岩石破裂信号被判定为危险时，可以通过作业活动信号判断此处是否有人员活动，当有人员活动时，利用井下通信系统，通知此区域人员撤离。

微震监测系统的井下生产单位作业综合管理系统整体布置结构:对信号类型的分类通过信号的持续时间长度、上升时间、幅值、波形形态及发生的时间点，对其进行自动判断分类成：岩石破裂、凿岩、生产爆破、车辆运输及人员走动信号。

软件自动判断依据大致如下：

表1矿山井下不同信号震源波形特征比较

针对监测区域内作业单位的工作状态将信号进行分类处理：岩石破裂信号将被应用于安全状态判断；其他工作单位活动信号将被应用于对考勤状态和情况的记录，记录每种信号起始点及结束点，由软件智能判断工作单位当日生产实际生产流程。

掘进班组成员在作业区域施工时，监测设备获得的震动信号将有以下规律：首先作业人员到达现场后得到震动信号为有规律的人员走动信号，通过记录该信号出现的时间，监测系统可以得到作业单位到达作业现场的时间；在掘进班组人员到达区域后，进行敲帮问顶工作时将会从监测系统中得到有规律岩石破裂信号，此信号相较于微震信号拥有更大的幅值并有规律，传感器拾取该信号将证明该班组有按照要求进行施工前安全确认；在掘进班组进行凿岩时，传感器将得到持续的凿岩信号，通过记录信号持续出现的时间，可以得到该班组大体的下班时间；当该班组进行掘进爆破时，附近传感器将得到定位事件，通过该信号可以监测该班组是否按照规定时间进行爆破。

产装运输车辆在监测区域进行作业时，监测设备获得的震动信号将有以下规律：但凡车辆启动，震动传感器将会得到持续的车辆行驶的信号，对该信号出现区域以及起始时间进行分析，将得到铲运车辆作业的时间、行程、数量。

其他工种进行作业时也有不同的信号规律，可以判断其状态。

岩石破裂信号将被应用于此区域安全性判断的依据。根据此区域岩石破裂信号的频次和能量大小以及周边区域的岩石活动情况，当超出预警值过多时，判断此处作业区域为危险。

预警值的设定将参考该区域前期监测的结果，一般同一区域在相同的时期会有最稳定的微震事件发生数量及能量。在监测过程中，选定一时间窗口如：一天。软件滚动记录当前时间至24小时前这一时间段内的微震数量及能量，将前期监测平均值的1.5倍设置为预警值，当实时监测统计值大于预警值时，对该区域进行预警。

当作业区域被判定为危险时，可以通过作业活动信号判断此处是否有人员活动。当有人员活动时，利用井下通信系统，通知此区域人员撤离。

由于采用了上述方案，本发明利用在作业区域布置微震传感器，对该区域围岩中产生的所有震动信号进行监测。在利用软件自动辨识和分类后，使用监测到的作业单位活动信号自动生成该区域作业单位的实际考勤情况，为现场管理提供依据；利用微震信号对此区域安全性进行判断，并在该区域危险时做出响应。

以上所述是本发明的优选实施方式。

如上所述，便可较好地实现本发明。上述实施例仅为本发明最佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替换、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围内。