淺談礦壓在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

張德亮，王飛飛，李 兵，韓 晨，代景龍

（西安科技大學(xué)，陜西 西安 710600）

近年來我國礦業(yè)經(jīng)過長(zhǎng)期的開采，已然面臨著礦資源匱乏、地質(zhì)條件復(fù)雜等問題。大部分的礦產(chǎn)工作面紛紛出現(xiàn)了采空區(qū)，在回采過程中不可避免的受到相鄰工作面的影響。故在采礦工作前要進(jìn)行礦壓監(jiān)測(cè)，尤其是在復(fù)雜環(huán)境下，更有必要重視起綜采支架工作狀況的自動(dòng)監(jiān)測(cè)與分析。礦壓在線監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用，不僅能夠減少礦壓觀測(cè)的工作量，還有助于提升觀測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。鑒于此，本文對(duì)“礦壓在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用”進(jìn)行更深層次的分析具有極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 礦壓在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相關(guān)內(nèi)容分析

1.1 礦壓在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能概述

圖1 基于綜采工作面的礦壓在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

礦壓在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要作用是減少礦壓觀測(cè)工作量，有效提升觀測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性。

故其具有如下諸多功能：①計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)模擬顯示監(jiān)測(cè)參數(shù)報(bào)警，對(duì)礦內(nèi)部環(huán)境進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬，實(shí)時(shí)顯示礦內(nèi)部參數(shù)，一旦出現(xiàn)礦壓超高及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，確保后續(xù)工作的順利進(jìn)行[1]。②現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)顯示與報(bào)警。礦井內(nèi)部實(shí)況數(shù)據(jù)一旦達(dá)到礦壓臨界點(diǎn)，及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。③對(duì)礦井內(nèi)部環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)反饋給地面中心工作站，提供參考數(shù)據(jù)。④工作面無線傳輸，采用先進(jìn)的數(shù)據(jù)通訊技術(shù)，實(shí)現(xiàn)工作面多種信息數(shù)據(jù)的無線傳輸。⑤數(shù)據(jù)局域網(wǎng)傳輸或電話線傳輸。數(shù)據(jù)傳輸能夠讓中心站及時(shí)掌握第一手資料，便于后續(xù)工作的開展。⑥觀測(cè)數(shù)據(jù)在傳輸故障發(fā)生時(shí)自動(dòng)記錄存儲(chǔ)，礦壓在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中最為重要的一項(xiàng)技術(shù)便是計(jì)算機(jī)技術(shù)，系統(tǒng)具有記錄存儲(chǔ)功能，一旦出現(xiàn)故障，便能及時(shí)記錄故障詳細(xì)情況，便于接下來的維修。

1.2 技術(shù)特點(diǎn)

礦壓在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，主要是為了滿足各項(xiàng)礦壓觀測(cè)工作需求。因此應(yīng)該結(jié)合礦壓觀測(cè)工作實(shí)際需求，融合多種技術(shù)。

鑒于此，礦壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中應(yīng)該具有以下技術(shù)特點(diǎn)，以此滿足礦壓觀測(cè)工作需求。①系統(tǒng)支持多個(gè)子系統(tǒng)于多元礦壓參數(shù)監(jiān)測(cè)，就目前礦壓觀測(cè)工作需求而言，系統(tǒng)支持獨(dú)立礦區(qū)數(shù)量需要超過16個(gè)，并且系統(tǒng)需要兼容工作阻力、頂板離層、圍巖應(yīng)力以及錨桿支護(hù)應(yīng)力等多個(gè)參數(shù)監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)容量超過1千個(gè)測(cè)點(diǎn)。②結(jié)合礦區(qū)現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件，礦壓在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要采用兩級(jí)總線設(shè)計(jì)，并且總線之間需要確保完全隔離，工作面與巷道兩點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)傳輸均通過無線方式收集[2]。③系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸支持多種模式，例如最基本的太網(wǎng)總線傳輸模式，總線傳輸模式，以此實(shí)現(xiàn)礦區(qū)與地面兩者監(jiān)控系統(tǒng)的兼容。④智能一體化監(jiān)測(cè)傳感器，微處理器控制，該處理器當(dāng)中包含多種功能，均是為監(jiān)測(cè)服務(wù)，當(dāng)中還設(shè)有報(bào)警功能，支持多種供電方式[3]。

2 礦壓在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用分析

礦山壓力位移在線實(shí)施監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要是由無線傳感器、無線通訊器等多種現(xiàn)代先進(jìn)設(shè)備構(gòu)成，并且各設(shè)備之間不需要任何的接線，同時(shí)設(shè)備之間能夠?qū)崿F(xiàn)自由組網(wǎng)通訊，具備較強(qiáng)的抗干擾性。在礦壓觀測(cè)工作中的中的應(yīng)用，具有諸多優(yōu)勢(shì)。

接下來，對(duì)其加以具體分析。①礦壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成。綜合數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由地面中心站監(jiān)控主機(jī)與軟件、信息傳輸接口、通訊電纜以及無線礦用本安型數(shù)字壓力計(jì)等構(gòu)成。就監(jiān)控軟件而言，其主要功能便是實(shí)時(shí)處理監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)，顯示并及時(shí)打??；信息傳輸接口便是通過接口與監(jiān)控主機(jī)相連接；電源箱則是為礦壓監(jiān)測(cè)中心站各設(shè)備提供安全電源，以此確保各設(shè)備正常云習(xí)慣；無線通訊傳輸功能便是實(shí)現(xiàn)工作面與中心站的無線雙向通訊。②礦用隔爆兼本質(zhì)安全型電源箱。安全型電源箱，顧名思義就是為礦壓監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行提供動(dòng)力資源，當(dāng)前，主要采用的是交流電源以及備用電源，備用電源主要是依靠畜電池。安全型電源采用兩種方式供電，主要原因在于避免交流電供應(yīng)出現(xiàn)問題，出現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行終止這一問題。安全性電源箱中的備用電源，供電能力較強(qiáng)，僅僅用于人員定位，則可以持續(xù)工作10小時(shí)以上。③有線、無線本安分站。礦壓在線監(jiān)測(cè)設(shè)備具有多通道、多制式的信號(hào)采集與通訊功能，能夠及時(shí)將監(jiān)測(cè)到的各種環(huán)境參數(shù)，實(shí)時(shí)傳輸?shù)降孛嬷行恼?。該設(shè)備通常安裝在工作面與巷道的交叉口，一旦工作地點(diǎn)發(fā)生位移，設(shè)備安裝地面則需要進(jìn)行相應(yīng)的變動(dòng)，同時(shí)可隨時(shí)根據(jù)無線數(shù)字壓力機(jī)實(shí)現(xiàn)雙向通訊。④信息傳輸接口。改色通常安裝在地面調(diào)度室中，實(shí)現(xiàn)信號(hào)交換，絕壁電源、工作狀況指示功能。

3 監(jiān)測(cè)人員的具體要求與職責(zé)分析

礦壓在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果是否準(zhǔn)確與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)人員儀器操作熟練程度與責(zé)任心密切相關(guān)。作為一名合格的監(jiān)測(cè)人員需符合以下幾點(diǎn)要求：

①熟悉礦壓監(jiān)測(cè)程序、內(nèi)容以及原理，能熟練運(yùn)用礦壓在線監(jiān)測(cè)設(shè)備；②負(fù)責(zé)礦壓監(jiān)測(cè)儀器、儀表日常維護(hù)；③按時(shí)、高質(zhì)量完成工作面與工作現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集工作，及時(shí)記錄監(jiān)測(cè)位置，及時(shí)傳輸將監(jiān)測(cè)結(jié)果至計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理軟件庫；④數(shù)據(jù)處理并打印，及時(shí)上交給有關(guān)負(fù)責(zé)人。

4 結(jié)語

總而言之，礦壓在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要是由多種現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)融合為一體的技術(shù)，能夠在復(fù)雜環(huán)境下實(shí)現(xiàn)工作狀況的自動(dòng)監(jiān)測(cè)與分析，降低了礦壓觀測(cè)工作量，提高了工作成效。

[1]許言,楊天亮,焦珣,吳建中.上海地面沉降監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐[J].上海國土資源,2017,38(02):31-34.

[2]王紅旗.礦壓在線監(jiān)測(cè)在“三軟”煤層綜放開采中的應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù),2016(16):58.

[3]高鵬.淺談礦壓在線監(jiān)測(cè)技術(shù)在河?xùn)|煤礦的應(yīng)用[J].技術(shù)與市場(chǎng),2016,23(02):46-48.