KJ653頂板動(dòng)態(tài)（無線）監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在煤礦開采中的應(yīng)用研究

■張磊

（新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)地質(zhì)勘查中心新疆烏魯木齊830002）

KJ653頂板動(dòng)態(tài)（無線）監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在煤礦開采中的應(yīng)用研究

■張磊

（新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)地質(zhì)勘查中心新疆烏魯木齊830002）

在煤礦中進(jìn)行開采的基礎(chǔ)性工作就是頂板動(dòng)態(tài)管理的相關(guān)工作，煤礦進(jìn)行開采的過程中，存在著非常多的安全隱患，如果防范措施做的不夠好，預(yù)警機(jī)制不夠靈敏，頂板極有可能會(huì)發(fā)生一定的事故，為了防止頂板事故的發(fā)生，將頂板的管理能力提高，煤礦就要實(shí)現(xiàn)對(duì)回采工作面、超前支撐壓力區(qū)以及煤礦的主要干道等區(qū)域進(jìn)行系統(tǒng)的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)。本文對(duì)KJ653頂板動(dòng)態(tài)（無線）監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基本工作原理、整個(gè)系統(tǒng)的功能以及監(jiān)測(cè)的內(nèi)容等進(jìn)行了一定的分析。該系統(tǒng)的應(yīng)用更有利于分析與決策，為其提供了重要的依據(jù)，對(duì)人為監(jiān)測(cè)的不及時(shí)性有了有效的避免，更為井下工作生產(chǎn)的安全提供了更大的保障。

KJ653頂板監(jiān)測(cè)系統(tǒng)煤礦開采

員工作原理

礦井工作生產(chǎn)具有一定的危險(xiǎn)性，要預(yù)防以及治理這些風(fēng)險(xiǎn)，就需要一定的技術(shù)支撐。根據(jù)當(dāng)前的礦井頂板的安全現(xiàn)狀以及存在的安全隱患，在現(xiàn)有礦山安全監(jiān)測(cè)系技術(shù)的基礎(chǔ)之上，通過提升礦井頂板測(cè)力計(jì)的檢測(cè)技術(shù)，設(shè)計(jì)和變換一個(gè)基于RS485總線，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為RJ216的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的主控芯片為AVR單片機(jī)。這個(gè)系統(tǒng)的檢測(cè)方式是通過錨桿測(cè)力計(jì)進(jìn)行相關(guān)的監(jiān)測(cè)，然后進(jìn)行相應(yīng)的延伸和擴(kuò)展通信，然后進(jìn)行對(duì)PC平臺(tái)以及主機(jī)的監(jiān)控。對(duì)于RJ216監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，存在著主從模式，整個(gè)系統(tǒng)包括著16個(gè)擴(kuò)展通信的分站，對(duì)于每一個(gè)擴(kuò)展分站，存在著64個(gè)分機(jī)的監(jiān)視器。煤礦的監(jiān)控工作就這樣展開了，通過KJ653頂板動(dòng)態(tài)（無線）監(jiān)測(cè)系統(tǒng)這樣的系統(tǒng)，煤礦的開采的危險(xiǎn)性大大降低了，同時(shí)對(duì)于煤礦的工作效率也是有了很大的提升。對(duì)于該系統(tǒng)，掃描一個(gè)監(jiān)控分機(jī)的時(shí)間為2s。對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的掃描進(jìn)行了極大的改善和優(yōu)化，對(duì)煤礦礦井的安全和效率需求進(jìn)行了很大的提高。

2 監(jiān)測(cè)分析

在對(duì)主要巷道進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)的同時(shí)，也不能忽視對(duì)巷道的頂板的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，通過對(duì)頂班的監(jiān)測(cè)以及過錨桿載荷應(yīng)力傳感器(KBY60)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，研究出兩幫錨固力及錨固力沿著錨桿長度變化規(guī)律，這樣就可以對(duì)頂板的錨桿錨固能力進(jìn)行合乎實(shí)際的評(píng)價(jià)，根據(jù)實(shí)際情況對(duì)各項(xiàng)有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)。

在超前順槽的鉆孔中需要埋上一個(gè)傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)走向超前支承壓力的實(shí)時(shí)監(jiān)控，這樣監(jiān)控的目的非常明確，就是為了確定超前支承壓力的影響范圍、峰值影響區(qū)以及大小，通過這樣的方式來保證采區(qū)巷道以及周邊巷道的穩(wěn)定性，在這樣的前提下，實(shí)現(xiàn)工作面的安全高效的回采，就能夠確定超前支護(hù)范圍以及預(yù)防沖擊地壓的發(fā)生提供了非常可靠的依據(jù)。

3 系統(tǒng)功能

該系統(tǒng)軟件的系統(tǒng)功能非常優(yōu)越，頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)全部采用B/S的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在服務(wù)器端安裝了一套軟件，系統(tǒng)在功能需求和系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上分為:井上計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)模擬顯示監(jiān)測(cè)參數(shù)、報(bào)警;井下現(xiàn)場(chǎng)顯示數(shù)據(jù)和報(bào)警;監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄存儲(chǔ);分站及接收系統(tǒng)后備存儲(chǔ)功能;連續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)曲線顯示、分析;監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)綜合專業(yè)化分析;歷史數(shù)據(jù)查詢及報(bào)表輸出;公司、礦頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)功能;短信自動(dòng)群發(fā)報(bào)警。

對(duì)于井上以及井下的報(bào)警模塊，KJ653頂板動(dòng)態(tài)（無線）監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用了非常先進(jìn)的技術(shù)，客戶端能夠及時(shí)的對(duì)緊急情況進(jìn)行自動(dòng)的報(bào)警并且會(huì)記錄下儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)內(nèi)容。對(duì)于井下的壓力監(jiān)測(cè)站、各種傳感器可對(duì)每一項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，這樣就會(huì)剔除設(shè)備干擾以及人為的因素。通訊分站可實(shí)時(shí)顯示每個(gè)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)并有報(bào)警狀態(tài)指示。

下面簡單介紹井下的系統(tǒng)功能，KJ653頂板動(dòng)態(tài)（無線）監(jiān)測(cè)系統(tǒng)統(tǒng)井下部分包括:本安型分站、頂板離層監(jiān)測(cè)傳感器、錨桿/錨索應(yīng)力監(jiān)測(cè)傳感器、鉆孔應(yīng)力傳感器以及系統(tǒng)供電電源等。井下部分采用兩級(jí)隔離485總線，以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸。

4 典型應(yīng)用案例

2006年6月，某礦采面上部三角帶懸頂面積過大，工作面處于周期壓力顯現(xiàn)狀態(tài)，但實(shí)際工作面下部多進(jìn)9m，形成了6°的仰斜開采，且工作面局部超高。在頂板離層、硬幫出現(xiàn)斷裂的情況下，繼續(xù)向前開采，每隔10m設(shè)1個(gè)頂板離層測(cè)點(diǎn)，從KJ216頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，查看10個(gè)頂板離層儀曲線，見圖1，頂板離層量已經(jīng)超過臨界值，立即下達(dá)命令，要求隊(duì)組停止生產(chǎn)，加強(qiáng)支護(hù)，及時(shí)避免了頂板事故的發(fā)生。

圖1 離層傳感器曲線圖

5 結(jié)語

KJ216頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是預(yù)防頂板事故的基礎(chǔ)保障，通過數(shù)據(jù)分析可以對(duì)井下頂板動(dòng)態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，根據(jù)井上計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)模擬顯示監(jiān)測(cè)參數(shù)及井下現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)顯示，如有異常立即報(bào)警，并且井下數(shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)工作面無線傳輸、巷道局域網(wǎng)傳輸或電話線傳輸，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)在傳輸故障時(shí)自動(dòng)記錄存儲(chǔ)。歷史數(shù)據(jù)查詢及報(bào)表輸出，能形成局、礦頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)目前的發(fā)展形勢(shì)，頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)成為煤礦企業(yè)必須安裝使用的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，充分發(fā)揮其作用，可有效降低煤礦頂板事故發(fā)生率。

[1]《中州煤炭》2013年總目次 [J].中州煤炭,2013,12:119-124.

[2]《煤》2013年總目次 (總第161期~總第172期)[J].煤,2013,12:77-84.

P5[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-6-212-1