KJ653顶板动态（无线）监测系统在煤矿开采中的应用研究

■张磊

（新疆生产建设兵团地质勘查中心新疆乌鲁木齐830002）

KJ653顶板动态（无线）监测系统在煤矿开采中的应用研究

■张磊

（新疆生产建设兵团地质勘查中心新疆乌鲁木齐830002）

在煤矿中进行开采的基础性工作就是顶板动态管理的相关工作，煤矿进行开采的过程中，存在着非常多的安全隐患，如果防范措施做的不够好，预警机制不够灵敏，顶板极有可能会发生一定的事故，为了防止顶板事故的发生，将顶板的管理能力提高，煤矿就要实现对回采工作面、超前支撑压力区以及煤矿的主要干道等区域进行系统的自动化监测。本文对KJ653顶板动态（无线）监测系统的基本工作原理、整个系统的功能以及监测的内容等进行了一定的分析。该系统的应用更有利于分析与决策，为其提供了重要的依据，对人为监测的不及时性有了有效的避免，更为井下工作生产的安全提供了更大的保障。

KJ653顶板监测系统煤矿开采

员工作原理

矿井工作生产具有一定的危险性，要预防以及治理这些风险，就需要一定的技术支撑。根据当前的矿井顶板的安全现状以及存在的安全隐患，在现有矿山安全监测系技术的基础之上，通过提升矿井顶板测力计的检测技术，设计和变换一个基于RS485总线，监测系统为RJ216的实时监测系统，该系统的主控芯片为AVR单片机。这个系统的检测方式是通过锚杆测力计进行相关的监测，然后进行相应的延伸和扩展通信，然后进行对PC平台以及主机的监控。对于RJ216监测系统，存在着主从模式，整个系统包括着16个扩展通信的分站，对于每一个扩展分站，存在着64个分机的监视器。煤矿的监控工作就这样展开了，通过KJ653顶板动态（无线）监测系统这样的系统，煤矿的开采的危险性大大降低了，同时对于煤矿的工作效率也是有了很大的提升。对于该系统，扫描一个监控分机的时间为2s。对于整个系统的扫描进行了极大的改善和优化，对煤矿矿井的安全和效率需求进行了很大的提高。

2 监测分析

在对主要巷道进行实时的检测的同时，也不能忽视对巷道的顶板的实时监测，通过对顶班的监测以及过锚杆载荷应力传感器(KBY60)的实时数据，研究出两帮锚固力及锚固力沿着锚杆长度变化规律，这样就可以对顶板的锚杆锚固能力进行合乎实际的评价，根据实际情况对各项有关数据进行实时的监测。

在超前顺槽的钻孔中需要埋上一个传感器，实现对走向超前支承压力的实时监控，这样监控的目的非常明确，就是为了确定超前支承压力的影响范围、峰值影响区以及大小，通过这样的方式来保证采区巷道以及周边巷道的稳定性，在这样的前提下，实现工作面的安全高效的回采，就能够确定超前支护范围以及预防冲击地压的发生提供了非常可靠的依据。

3 系统功能

该系统软件的系统功能非常优越，顶板动态监测系统全部采用B/S的网络结构，在服务器端安装了一套软件，系统在功能需求和系统分析的基础上分为:井上计算机动态模拟显示监测参数、报警;井下现场显示数据和报警;监测数据自动记录存储;分站及接收系统后备存储功能;连续实时监测曲线显示、分析;监测数据综合专业化分析;历史数据查询及报表输出;公司、矿顶板动态监测网络功能;短信自动群发报警。

对于井上以及井下的报警模块，KJ653顶板动态（无线）监测系统采用了非常先进的技术，客户端能够及时的对紧急情况进行自动的报警并且会记录下储存的数据内容。对于井下的压力监测站、各种传感器可对每一项数据进行实时的监控，这样就会剔除设备干扰以及人为的因素。通讯分站可实时显示每个测点的数据并有报警状态指示。

下面简单介绍井下的系统功能，KJ653顶板动态（无线）监测系统统井下部分包括:本安型分站、顶板离层监测传感器、锚杆/锚索应力监测传感器、钻孔应力传感器以及系统供电电源等。井下部分采用两级隔离485总线，以太网数据传输。

4 典型应用案例

2006年6月，某矿采面上部三角带悬顶面积过大，工作面处于周期压力显现状态，但实际工作面下部多进9m，形成了6°的仰斜开采，且工作面局部超高。在顶板离层、硬帮出现断裂的情况下，继续向前开采，每隔10m设1个顶板离层测点，从KJ216顶板动态监测系统，查看10个顶板离层仪曲线，见图1，顶板离层量已经超过临界值，立即下达命令，要求队组停止生产，加强支护，及时避免了顶板事故的发生。

图1 离层传感器曲线图

5 结语

KJ216顶板动态监测系统是预防顶板事故的基础保障，通过数据分析可以对井下顶板动态进行实时监测，根据井上计算机动态模拟显示监测参数及井下现场数据显示，如有异常立即报警，并且井下数据可以实现工作面无线传输、巷道局域网传输或电话线传输，监测数据在传输故障时自动记录存储。历史数据查询及报表输出，能形成局、矿顶板动态监测网络，根据目前的发展形势，顶板动态监测系统已经成为煤矿企业必须安装使用的监测系统，充分发挥其作用，可有效降低煤矿顶板事故发生率。

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

[2]《煤》2013年总目次 (总第161期~总第172期)[J].煤,2013,12:77-84.

P5[文献码]B

1000-405X（2016）-6-212-1