基于激光测距巷道顶底板移近量传感器的设计与应用.pdf

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1、第48卷第8期煤炭工程COALENGINEERINGV01．48，No．8doi：10．11799／ce201608022基于激光测距巷道顶底板移近量传感器的设计与应用刘亚辉(中煤科工集团重庆研究院有限公司，重庆400039)摘要：根据矿压分析工艺要求，以及现有顶底板移近量传感器的不足，提出一种基于激光测距原理的巷道顶底板移近量传感器，利用电池为激光测距模块供电，克服了传感器功耗大的缺点，实现了煤矿井下传感器的大量分布式布置。试验及现场应用表明，该传感器测量精度高，传输速度快，环境适应性强，能够准确、及

2、时的反映巷道顶底板移近量的变化，为顶板动态监测及分析提供了可靠数据基础。关键词：顶底板移近量；激光测距；锂一亚硫酰氯；相位测距法；中图分类号：TD77+2文献标识码：A文章编号：1671—0959(2016)08．0071．03Designofroof-to——floorconvergencesensorbasedonlaserrangingUUYa-hui(ChinaCoalTechnologyEngineeringGroupChongqingResearchInstitute，Chongqing40

3、0039，China)Abstract：Basedontheprincipleoflaserranging，asensortosuperviseroadwayroof—to—floorconvergenceisproposedaccordingtotherequirementsofminepressureanalysisandtheshortcomingsofthecurrentroof-‘to‘-floorconvergencesensor．Thissensorusesbatteryforpowers

4、upply，whichovercomesthedisadvantageofhishpowerconsumptionandrealizeslarge—numberdistributedarrangementincoalmines．Experimentsandfieldapplicationshowshishmeasuringaccuracy，hishtransmissionspeed，strongadaptabilitytotheenvironment．Also，thissensorCanaccurate

5、lyandtimelyreflectchangesofroadwayroof-to—floorConvergence．Keywo．rds：rooftofloorconvergence；laserranging；Li／SOCl2；phaserangingmethod目前。大多数煤矿在测量顶底板移近量时采用人工方式。提前做好标识，定时用卷尺测量两个标识物之间的距离，为分析围岩运动规律提供基础数据，存在工作量大，数据量较小等缺点。也有采用机械电子仪器，如山东尤洛卡矿业安全工程股份有限公司生产的KBUl01—2

6、00型顶底板移近量动态报警仪、FCH32／0．2矿用本安型手持采集器等设备配套使用，将移近量动态报警仪加长到合适的长度，垂直支撑在要监测的顶板和底板之间．启动后实时监测顶底板的位移。并将数据存储在仪器内，定时用手持采集器来人工采集数据，在井上录入电脑后再进行数据整理分析，同样存在维护工作量大等缺点．同时动态报警仪一直支撑在顶底板之间．为人员和车辆通过巷道带来不便。煤矿现场迫切需要一种新型的巷道顶底板移近量测量技术，便于安装和维护，降低工人的劳动强度。本文提出一种基于激光测距技术的可实时在线监测顶底板移近

7、量数据的传感器的设计，克服了激光测距模块功耗大的缺点，有效解决了传感器在现有系统中的远距离供电及传输问题．同时避免了KBUIOI一200型顶底板移近量动态报警仪等原理的测量仪器给巷道通行带来的不便。1传感器功能框图巷道移近量传感器主要安装在煤矿井下，光线较暗，煤矿巷道顶底板距离一般在都数米之间。传感器最大测距量程设计为O．5—15m，根据矿压分析工艺要求。测量精度不得低于±Imm。传感器可能安装在煤矿井下的危险气体环境，产品设计须满足GB3836---2010防爆标准要求，其安装位置距离供电本安电源可能

8、达到2km。传感器主要由测距模块、显示模块、通讯模块、电源电路等组成，完成距离测量、显示、传输等功能，电路框图如图l所示。收稿日期：2016-03-31基金项目：中煤科工集团重庆研究院有限公司自立项目(CQl312)作者简介：刘亚辉(198l～)，男，河南南阳人，工程师，现在主要从事煤矿安全监控系统相关技术研究工作。E-mail：liuyahuiaa@163．corn。引用格式：刘亚辉．基于激光测距巷道顶底板移近量传感器的设计与应用[J]．