kj21矿山压力在线监测系统在贺西矿的应用

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1、KJ21矿山压力在线监测系统在贺西矿的应用李刚汾丙矿业集团贺丙煤矿033305摘要介绍了一种新型矿山压力监测系统Kj21实时在线监测压力，阐述了其工作原理、安装与应用方法以及系统的性能优点和产生的经济效益。结合在贺丙煤矿3405工作面使用的情况，摘录了系统记的数据，为系统的推广及使用提供了有效科学的依据。关键词监测系统实时在线现场总线1.概述我矿3405工作面开采系山丙组之4#煤层，煤层厚度3.2-4.6m,平均厚度3.98m。工作面倾角2-8度，平均倾角5度，煤层结构复杂。工作面北邻3403釆空区，南为3

2、407实体煤，丙面是金家庄井田，上面老顶系3#煤采空区。直接顶厚度5.93m-泥岩，性脆，块状结构；直接底厚度1.5m-砂质泥岩，性脆，块状结构；老底厚度5.6m-中质砂岩，较硬，块状结构。顶板类型为II类III级，中等稳定。巷道采用锚杆、锚索、网、钢筋、圈梁、槽钢支护：两巷超前支护50m采用单体支柱；工作面采用液压支架支护。综合上述多种因素，为了能够很好的监测工作面压力，我矿特采用一种新型的压力监测系统-Kj21压力监测系统，该系统能够实时在线监测工作面的压力，分析压力现象，总结压力规律。2.系统组成与功

3、能2.1系统组成工作面支架载荷监测设备W21矿山压力监测系统。该系统是用于煤矿综采支架工作阻力监测的计算机在线测量系统。系统将计算机监测技术和传感器技术融为一体。实现了复杂环境条件下对综采工作面的工作状态自动监测和分析。系统采用了开放式的网络结构，支持多类型参数的监测与分析。该系统支持多种通讯接口和协议，兼容其他监控系统，采用获得专利的高性能应变式传感器技术;系统架构与Windows98/xp操作系统平台，集成C/S,B/S结构网络版数据处理和分析软件，采用B/S结构软件支持浏览器方式(Web)进行实吋监测

4、。2.2系统组成：1、计算机及数据处理软件；2、系统接收主机；3、井下通讯分站(数据采集器)；4、井下压力监测分机；5、本安型供电电源。2.3系统功能：①实吋监测综采支架的瞬时工作阻力。现场实时显示、井上计算机显示(直方图、数据显示)。②监测分站支架初撑力、最大工作阻力显示。③监测数据远距离通讯。④通讯分站显示各测点的数据。⑤井下系统硬件故障诊断和显示。⑥计算机软件实现了数据接收、原始曲线和数据查询、动态直方图显示，循环工作阻力自动识别和曲线报表综合处理，并具有曲线打印输出功能。2.4技术指标：循测周期数据

5、通讯方式为串行异步;通讯距离<10km;循测精度4%;传感器量程0-60MPa。2.5系统特点：(1)远距离实时通讯，地面计算机实时监测；(2)系统结构模块化:贯穿工作面和巷道只用1根电缆;井下分机可无次序任意扩展;单一本安电源供电;供电和信号俾输共用1根电缆;(3)井下分机由独立的微机处理器控制，具有压力数字显示和工作状态指示功能;防潮、防水、耐冲击;(4＞内嵌系统故障自诊断功能。1.系统原理3.1数据采集阶段工作面压力变化就会引起传感器的电流变化。传感器采集到的模拟电流变化i,i经现场总线传输到监

6、测分站，在监测分站中经A/D转换器，转变成压力信号F，F再经现场总线传输到矿用本安型中继器，在本安型中继器中记录下变化的大小以及当前值的大小，由电缆传输到矿用传输接口。在矿用传输接口中把F信号转换成计算机可以识别的语言，传输到地面的系统主机。原理示意图如图图1系统数据采集原理图3.2数据分析阶段数据在系统主机上实吋反映出了当前压力值并自动生成压力实吋数据曲线，在线分析压力变化。系统自动记录并且储存历史数据，可有效长期观测数据，分析工作面来压规律，预防预测顶板事故和顶板灾害以及冲击灾害。如图2所示：就是一号支

7、架压力数据，可以查询实吋数据，历史数据，前柱，后柱压力。图2监测实吋数据曲线1.系统安装3405工作面倾向长度138m,每隔20m安装一个压力支漿记录仪监测分站，每个支架上采用矿用本安型数字压力表进行测量显示支架的压力。通讯分站应安装在机尾设备列车附近，尽可能远离强振动源。本安电源与通讯分站之间电缆长度应不大于5m。从通讯分站的显示器上可以直观的了解到系统的运行信息,判断故障也主要从通讯分站的显示信息得到。工作面内，压力监测分机一般安装在综采支架的顶梁下面，采用固定或吊挂式安装,分机之间的电缆应留有2-3m

8、的活动余量。3405工作面总长138m分七个测区，每个测区观测2架。如图3所示：图3综采支架压力计算机监测系统2.井下实验3405工作面选用的大采高综采液压支架型号为ZZ6000/21/45,支架设计初撑力5583kN,额定工作阻力6000kN,支架支护宽度1.43-1.60m;整个工作面最大初撑力平均4910.8kN,达设计值的88.0%,平均为3524.25kN,达设计值的63.1%;整个工作面最大末阻力平均