山西有限公司KJ653無(wú)線技術(shù)方案(四合一)20160725

1、山西坤龍煤業(yè)有限公司KJ653煤礦頂板動(dòng)態(tài)（無(wú)線）監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)方案 山西華力邦科技有限公司尤洛卡礦業(yè)安全工程股份有限公司山東科技大學(xué)煤礦災(zāi)害監(jiān)測(cè)工程研究中心2016年8月6日技術(shù)方案目錄1、 監(jiān)測(cè)內(nèi)容 2、 產(chǎn)品執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)3、 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能4、 產(chǎn)品技術(shù)特點(diǎn)5、 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及組成說明（含電氣結(jié)構(gòu)圖）6、 系統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法及工作原理7、 系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)布置及安裝說明8、 監(jiān)測(cè)軟件9、 技術(shù)指標(biāo)、技術(shù)參數(shù)10、 系統(tǒng)軟硬件配置清單一、項(xiàng)目監(jiān)測(cè)內(nèi)容1、綜采工作面頂板礦壓無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)綜采工作面（195米）每5臺(tái)支架安裝一臺(tái)頂板壓力無(wú)線監(jiān)測(cè)分站，共需要頂板壓力無(wú)線監(jiān)測(cè)分站26臺(tái)。頂板壓力監(jiān)測(cè)分站含三個(gè)壓力傳

2、感器，壓力傳感器一體化設(shè)計(jì)。2、巷道頂板離層無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工作面（運(yùn)輸、回風(fēng)巷道各870米）巷道（每隔50米布置一個(gè)離層測(cè)點(diǎn)）在頂板上安裝無(wú)線離層測(cè)點(diǎn)，兩條巷道共設(shè)計(jì)安裝36個(gè)離層測(cè)點(diǎn)，每條順槽安裝18個(gè)離層測(cè)點(diǎn)。頂板位移傳感器機(jī)械部分與電子部分一體化設(shè)計(jì)，電子部分可回收。3、單體支柱工作阻力無(wú)線網(wǎng)路實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)通過單體液壓支柱中安裝無(wú)線單體壓力監(jiān)測(cè)分機(jī)，監(jiān)測(cè)隨著開采的不斷推進(jìn)，超前支承壓力的顯著影響范圍、支承壓力高峰值、支承壓力高峰位置以及前移速度等，為超前支護(hù)范圍和有重點(diǎn)地預(yù)防沖擊地壓的發(fā)生提供依據(jù)。工作面兩巷超前支護(hù)各布置安裝6臺(tái)無(wú)線單體壓力監(jiān)測(cè)分機(jī)對(duì)單體液壓支柱工作阻力進(jìn)行監(jiān)測(cè)。工作面兩

3、條巷道共布置安裝12臺(tái)無(wú)線單體壓力監(jiān)測(cè)分機(jī)。二、產(chǎn)品執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB3836.1-2010 爆炸性環(huán)境第1部分：設(shè)備 通用要求GB3836.2-2010 爆炸性環(huán)境第2部分：由隔爆外殼“d”保護(hù)的設(shè)備GB3836.4-2010 爆炸性環(huán)境第4部分：由本質(zhì)安全型“i"保護(hù)的設(shè)備 GB/T 9969-2008 工業(yè)產(chǎn)品使用說明書總則GB/T 191-2008 包裝貯運(yùn)圖示標(biāo)志GB/T 2887-2011 計(jì)算機(jī)場(chǎng)地通用規(guī)范GB/T 10111-2008 隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生及其在產(chǎn)品質(zhì)量抽樣檢驗(yàn)中的應(yīng)用程序；MT 209-1990 煤礦通信、檢測(cè)、控制用電工電子產(chǎn)品通用技術(shù)要求MT 210-1990

4、 煤礦通信、檢測(cè)、控制用電工電子產(chǎn)品基本試驗(yàn)方法MT/T 1004-2006 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件MT/T 772-1998 煤礦監(jiān)控系統(tǒng)主要性能測(cè)試方法MT/T 899-2000 煤礦用信息傳輸裝置AQ 1043-2007 礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志標(biāo)識(shí)三、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能1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 監(jiān)測(cè)服務(wù)器和客戶端可實(shí)時(shí)顯示監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)和直方圖，當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超限時(shí)能自動(dòng)聲音報(bào)警并記錄報(bào)警事件。2井下現(xiàn)場(chǎng)顯示數(shù)據(jù)和報(bào)警 井下的壓力監(jiān)測(cè)分站、離層傳感器可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，能根據(jù)設(shè)定報(bào)警參數(shù)報(bào)警指示，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。3監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄存儲(chǔ) 井上監(jiān)測(cè)服務(wù)器能

5、根據(jù)設(shè)置記錄周期將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)采用動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)技術(shù)，數(shù)據(jù)庫(kù)采用SQL數(shù)據(jù)庫(kù)。4. 分站及接收系統(tǒng)后備存儲(chǔ)功能，當(dāng)數(shù)據(jù)通訊或計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)后備存儲(chǔ)。5連續(xù)監(jiān)測(cè)曲線顯示、分析 軟件支持服務(wù)器端和客戶端的歷史曲線和測(cè)線加權(quán)數(shù)據(jù)分析。6監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)綜合專業(yè)化分析；CMPSES監(jiān)測(cè)分析軟件綜合了礦壓理論數(shù)學(xué)模型，支持綜合專業(yè)化數(shù)據(jù)分析。l 工作面支架循環(huán)工作阻力分析l 測(cè)線（或上、中、下部）頂板運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析l 工作面頂板壓力分布分析l 支架液壓系統(tǒng)故障診斷l(xiāng) 工作面周期來壓步距、強(qiáng)度分析等l 巷道頂板及圍巖運(yùn)動(dòng)分析l 巷道支護(hù)應(yīng)力變化分析l 監(jiān)測(cè)段頂板冒落綜合預(yù)警l 多元參數(shù)關(guān)聯(lián)分析及預(yù)警7

6、歷史數(shù)據(jù)查詢及報(bào)表輸出歷史數(shù)據(jù)時(shí)間區(qū)間查詢，歷史曲線查詢和輸出，統(tǒng)計(jì)分析，輸出標(biāo)準(zhǔn)的綜合分析報(bào)表。8局、礦頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)功能軟件采用C/S +B/S結(jié)構(gòu)，支持局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)客戶端監(jiān)測(cè)模式和Web用戶瀏覽器模式數(shù)據(jù)共享。9GPRS群發(fā)短信報(bào)警（可選）監(jiān)測(cè)報(bào)警數(shù)據(jù)（事件）可通過GPRS公用無(wú)線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)群發(fā)到用戶手機(jī)中（該項(xiàng)目用戶可選擇）。 四、KJ653頂板動(dòng)態(tài)（無(wú)線網(wǎng)絡(luò)）監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的主要技術(shù)特點(diǎn) KJ653頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一套專業(yè)用于全礦井礦壓綜合在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)集成了專業(yè)化礦壓監(jiān)測(cè)理論和方法，實(shí)現(xiàn)了礦壓監(jiān)測(cè)的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化。該系統(tǒng)與將礦壓傳感器接入煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)形成的頂板監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有

7、本質(zhì)的區(qū)別。1.“KJ653煤礦頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”產(chǎn)品獲國(guó)家發(fā)明、實(shí)用新型3項(xiàng)專利、1項(xiàng)軟件項(xiàng)著作權(quán)（KJ216煤礦頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)v1.0）：1）實(shí)用新型專利：“圍巖離層監(jiān)測(cè)報(bào)警儀” 2004年3月申請(qǐng)，2005年3月授權(quán)，專利號(hào)：ZL 2004 2 0039443.3。“多方位多功能圍巖離層監(jiān)測(cè)報(bào)警儀”。2）實(shí)用新型專利：“多方位圍巖離層監(jiān)測(cè)報(bào)警儀” 2006年4月申請(qǐng)，2007年7月授權(quán)，專利號(hào)：ZL 2006 2 0083761.9。3） 外觀設(shè)計(jì)專利：圍巖離層監(jiān)測(cè)儀，2007年1月申請(qǐng)，2008年1月授權(quán)，專利號(hào)：ZL 2007 3 0013939.2。4） 軟件著作權(quán)：KJ21

8、6煤礦頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)v1.0原始取得計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)，登記號(hào)：2012SR028991.2.傳感器采用超低功耗設(shè)計(jì)。3.傳感器級(jí)安裝時(shí)不用鋪設(shè)電纜，節(jié)省系統(tǒng)施工成本和后期維護(hù)費(fèi)用。4.使用時(shí)可以隨意增減傳感器個(gè)數(shù)；可以移動(dòng)、互換傳感器安裝位置。5.各傳感器節(jié)點(diǎn)采用的是一種完全分布式、對(duì)等的無(wú)線自組網(wǎng)。采用多徑路由協(xié)議，充分利用網(wǎng)絡(luò)中路由的冗余，使得網(wǎng)絡(luò)具有優(yōu)異的自愈性、穩(wěn)定性和極佳的數(shù)據(jù)吞吐量，即使在移動(dòng)的組網(wǎng)環(huán)境下也能輕松應(yīng)對(duì)，耗時(shí)為零的組網(wǎng)速度。6.多頻信道可配置，1個(gè)基本信道和1-16個(gè)輔助信道。7.路由的選擇綜合考慮的信號(hào)質(zhì)量、傳感器供電電池電壓以及距離等諸多因素。8.支持全網(wǎng)無(wú)

9、線異步喚醒技術(shù)，待機(jī)功耗極低。9.某個(gè)節(jié)點(diǎn)損壞不會(huì)影響整個(gè)通訊鏈路。10.電池窗、天線攜帶方便，無(wú)需打開蓋子即可進(jìn)行更換。11.與地面監(jiān)測(cè)服務(wù)器通訊時(shí)，支持多種通信方式。12.專業(yè)化的監(jiān)測(cè)分析軟件采用C/S+B/S結(jié)構(gòu)，支持多類型多參數(shù)監(jiān)測(cè)和分析。13該系統(tǒng)支持多個(gè)子系統(tǒng)和多元礦壓參數(shù)監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)支持最多達(dá)16個(gè)獨(dú)立采區(qū)（測(cè)區(qū)）的礦壓監(jiān)測(cè)，每個(gè)測(cè)區(qū)監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括：綜采工作阻力、頂板離層、煤巖支撐應(yīng)力、錨桿支護(hù)應(yīng)力、充填體承載應(yīng)力多元參數(shù)監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)容量達(dá)1000個(gè)測(cè)點(diǎn)。14.系統(tǒng)主通訊網(wǎng)絡(luò)支持多種傳輸模式：1）以太環(huán)網(wǎng)總線傳輸模式；2）RDS 電話線模式；3）單模光纖傳輸模式。15.智能一體化監(jiān)測(cè)分

10、站和傳感器，有微處理器控制，內(nèi)置總線接口，具有現(xiàn)實(shí)的獨(dú)立報(bào)警設(shè)置功能，監(jiān)測(cè)分站帶后備存儲(chǔ)功能，可使用U盤讀取存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。16.監(jiān)測(cè)分析軟件采用礦壓專家提出的數(shù)據(jù)分析處理思想，分析功能更具專業(yè)化，分析結(jié)果更具科學(xué)性，指導(dǎo)安全生產(chǎn)的效果更好。五、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及組成KJ653監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有5種不同監(jiān)測(cè)功能的子系統(tǒng)組成，分別為綜采支架工作阻力監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、圍巖移動(dòng)報(bào)警監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、錨桿錨索支護(hù)應(yīng)力監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、圍巖應(yīng)力監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)及超前單體支柱工作阻力監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)。這5種監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)從功能上加以區(qū)分，硬件結(jié)構(gòu)使用統(tǒng)一的地址編碼，系統(tǒng)的實(shí)際布置上傳感器可以混合排列，監(jiān)測(cè)服務(wù)器通過通訊協(xié)議區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)類型。井上檢測(cè)服務(wù)器（計(jì)算

11、機(jī)）可接入礦區(qū)局域網(wǎng)絡(luò)，支持網(wǎng)絡(luò)在線監(jiān)測(cè)和信息共享。 （一）井上監(jiān)測(cè)信息與報(bào)警網(wǎng)絡(luò)井上監(jiān)測(cè)信息與報(bào)警網(wǎng)絡(luò)包括：1）數(shù)據(jù)接口（中心站）；2）監(jiān)測(cè)服務(wù)器；3）礦井辦公局域網(wǎng)和客戶端（已建立）；3）GPRS數(shù)據(jù)收發(fā)單元和圖文短信手機(jī)用戶群。如圖1 KJ653系統(tǒng)通訊接口可自動(dòng)接收通訊線路傳送的數(shù)據(jù)，通訊接口內(nèi)置RDS收發(fā)器、NPORT以太網(wǎng)接口(聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器NPORT)、MWF光線收發(fā)器接口 ，接收單元自動(dòng)偵測(cè)上位計(jì)算機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)上位計(jì)算機(jī)退出工作時(shí)能自動(dòng)備份數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)服務(wù)器恢復(fù)后自動(dòng)上傳存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)故障后備監(jiān)測(cè)功能。KJ653系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)分析軟件采用了SQL server數(shù)據(jù)庫(kù)和C/S+B/

12、S結(jié)構(gòu)，本系統(tǒng)監(jiān)測(cè)分析軟件CMPSES運(yùn)行Windows 2003 server 平臺(tái)，支持Web模式訪問。 PC客戶端井上井下監(jiān)測(cè)服務(wù)器GPRS 收發(fā)器UFAQI 礦區(qū)廣域網(wǎng)辦公局域網(wǎng)絡(luò)GPRS公用數(shù)據(jù)網(wǎng)CRSSIP服務(wù)信息平臺(tái) OPC接口NPORT現(xiàn)有硬件 井上Web 服務(wù)器井下監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)圖1 礦壓在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)井上部分組成（二） 井下部分 系統(tǒng)配置一個(gè)采煤工作面及巷道的頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)預(yù)留接口保證礦井以后擴(kuò)展多個(gè)測(cè)區(qū)的使用要求，系統(tǒng)可通過擴(kuò)展通訊分機(jī)和傳感器方法擴(kuò)展測(cè)區(qū)。KJ653煤礦頂板動(dòng)態(tài)（無(wú)線網(wǎng)絡(luò)）監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采場(chǎng)測(cè)點(diǎn)布置示意圖如圖6所示。 監(jiān)測(cè)主站與下位數(shù)據(jù)傳輸無(wú)線分站通過RS

13、485總線電纜連接，與下位數(shù)據(jù)傳輸無(wú)線分站構(gòu)成主從式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。監(jiān)測(cè)主站負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)多個(gè)測(cè)區(qū)，數(shù)據(jù)傳輸無(wú)線分站獨(dú)立參數(shù)設(shè)置和運(yùn)行，循環(huán)采集和顯示每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，并能實(shí)時(shí)報(bào)警。1、綜采工作面工作阻力在線監(jiān)測(cè)子系統(tǒng) 如圖5。 工作面設(shè)計(jì)每5架安裝一臺(tái)頂板壓力無(wú)線監(jiān)測(cè)分站，每臺(tái)頂板壓力無(wú)線監(jiān)測(cè)分站監(jiān)測(cè)一組支架的兩個(gè)測(cè)點(diǎn)。壓力分站采用一體化設(shè)計(jì)，集監(jiān)測(cè)、顯示、報(bào)警、無(wú)線組網(wǎng)通訊、傳感器于一體。壓力分站由16位單片計(jì)算機(jī)控制，具有數(shù)據(jù)分析功能，自動(dòng)顯示初撐力、當(dāng)前工作阻力、最大工作阻力。當(dāng)壓力值超過報(bào)警設(shè)定值時(shí)光報(bào)警。電池窗攜帶方便，無(wú)需打開蓋子即可進(jìn)行更換。頂板壓力無(wú)線監(jiān)測(cè)分站與電池窗結(jié)構(gòu)如圖2所示。傳感

14、器根據(jù)工作面條件設(shè)計(jì)（專利號(hào)：ZL 92 2 19348.7），能抗強(qiáng)頂板斷裂引起的壓力沖擊。傳感器通道通過高壓油管與支架的高壓腔連接。壓力分站采用一體化結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是：工作面內(nèi)的地質(zhì)條件復(fù)雜，傳感器與壓力分機(jī)一體化結(jié)構(gòu)避免了分機(jī)與傳感器之間電纜的損壞，提高了系統(tǒng)得可靠性。圖2 頂板壓力無(wú)線監(jiān)測(cè)分站與電池窗結(jié)構(gòu)圖2、巷道頂板離層監(jiān)測(cè)系統(tǒng)GUD300W頂板位移傳感器可用于頂板或兩幫的巖層移動(dòng)監(jiān)測(cè)，該傳感器（監(jiān)測(cè)儀）獲3項(xiàng)國(guó)家專利： 圍巖離層報(bào)警監(jiān)測(cè)儀 （實(shí)用新型專利）ZL 2004 2 0039443.3 多方位圍巖離層報(bào)警儀 （實(shí)用新型專利）ZL 2006 2 0083761.9 圍巖離層檢測(cè)儀

15、（外觀專利） ZL 2007 3 0013939.2 傳感器采用組合式設(shè)計(jì)，方便用戶的安裝和回收復(fù)用。傳感器具有數(shù)字顯示、報(bào)警、參數(shù)設(shè)置、無(wú)線組網(wǎng)通訊等功能。頂板位移傳感器組成如圖3所示。 系統(tǒng)安裝如圖4所示。每個(gè)離層傳感器配置了兩個(gè)基點(diǎn)（深基點(diǎn)A，淺基點(diǎn)B），基點(diǎn)的安裝深度根據(jù)頂板地質(zhì)條件和選擇的支護(hù)方式確定。機(jī)械部分電子部分 圖3 頂板位移傳感器組成（組合式結(jié)構(gòu)）3、巷道超前單體支柱工作阻力監(jiān)測(cè)單體支柱工作阻力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要用于煤礦單體支柱工作阻力的連續(xù)監(jiān)測(cè)。通過檢測(cè)支柱工作阻力的變化來分析工作面頂板來壓的規(guī)律和強(qiáng)度。無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸分站控制巡測(cè)下位壓力監(jiān)測(cè)分機(jī)，數(shù)據(jù)傳輸分站的數(shù)據(jù)通過有線的形式

16、發(fā)送到上位監(jiān)測(cè)主站。壓力監(jiān)測(cè)分機(jī)主要用于煤礦單體支柱工作阻力的連續(xù)監(jiān)測(cè)，通過檢測(cè)支柱工作阻力的變化來分析工作面頂板來壓的規(guī)律和強(qiáng)度，具有內(nèi)置電池供電。產(chǎn)品采用本質(zhì)安全電路設(shè)計(jì)，可用于井下含有瓦斯等爆炸性氣體的危險(xiǎn)場(chǎng)所。13圖4 KJ653煤礦頂板動(dòng)態(tài)（無(wú)線網(wǎng)絡(luò)）監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采場(chǎng)測(cè)點(diǎn)布置示意圖圖5 工作面綜采支架工作阻力監(jiān)測(cè)設(shè)備及其它硬件組成及布置圖P26六、系統(tǒng)工作原理與工作過程 1、KJ653監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工作原理總體概述由于煤礦井下的實(shí)際情況比較特殊，傳感器節(jié)點(diǎn)在布置的時(shí)候只能是線性排列方式。為保證通訊網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，傳感器節(jié)點(diǎn)和中繼器之間要做到多點(diǎn)覆蓋。433MHz無(wú)線信號(hào)繞射穿透能力比較強(qiáng)，在回采

17、工作面和巷道中可以分別覆蓋60米和100米的范圍、在此范圍內(nèi)會(huì)有2到4個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)，這樣就能達(dá)到通訊鏈路的健壯性。整個(gè)系統(tǒng)傳感器級(jí)均采用OLDM無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行無(wú)線組網(wǎng)通訊。各無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息、然后根據(jù)最優(yōu)路由協(xié)議將數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的網(wǎng)關(guān)也就是本安型通訊分站。各無(wú)線節(jié)點(diǎn)之間可以自由通訊。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部某個(gè)無(wú)線節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，其他節(jié)點(diǎn)可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)自組織，選擇另外的傳輸鏈路，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通訊的可靠性。如果末級(jí)傳感器節(jié)點(diǎn)與數(shù)據(jù)傳輸無(wú)線分站距離較遠(yuǎn)，可以通過增加中繼器的方式來延長(zhǎng)通訊距離。數(shù)據(jù)傳輸無(wú)線分站通過RS485總線把接收到的傳感器數(shù)據(jù)信息傳送給監(jiān)測(cè)主站，監(jiān)測(cè)主站與多臺(tái)數(shù)據(jù)傳輸無(wú)線分站

18、構(gòu)成上下位主從關(guān)系，監(jiān)測(cè)主站與數(shù)據(jù)傳輸無(wú)線分站之間通過一級(jí)總線連接。通訊分站固定設(shè)置地址編碼，主站依次巡測(cè)每個(gè)分站，分站接收巡測(cè)指令后，將分站已經(jīng)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)幀發(fā)送到監(jiān)測(cè)主站。監(jiān)測(cè)主站將每次巡測(cè)的數(shù)據(jù)通過主傳輸系統(tǒng)發(fā)送到井上接收主機(jī)。主傳輸系統(tǒng)支持三種通訊接口：方式1，RDS-100有線電纜通訊方式（電話線）；方式2，單模光纖專線通訊方式；方式3，符合TCP/IP協(xié)議的以太環(huán)網(wǎng)通訊方式。以上傳送方式均支持串行異步透明傳送。接收主機(jī)通過以上三種方式之一接收到井下傳送的數(shù)據(jù)，容錯(cuò)后直接發(fā)送到監(jiān)測(cè)服務(wù)器，監(jiān)測(cè)服務(wù)器安裝CMPSES監(jiān)測(cè)分析軟件，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)，并根據(jù)用戶的要求進(jìn)行不同的數(shù)據(jù)分析和報(bào)

19、警。2、綜采工作面支架工作阻力監(jiān)測(cè)綜采頂板壓力無(wú)線監(jiān)測(cè)分站是集壓力傳感器、單片計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集電路、無(wú)線通訊電路、LCD顯示為一體的智能化監(jiān)測(cè)儀器，可脫離無(wú)線通訊獨(dú)立工作。該分站設(shè)計(jì)了2個(gè)壓力測(cè)量通道，可通過KJ10的高壓油管與支架的液壓回路連接，液壓回路的液體介質(zhì)作用到分站內(nèi)置的傳感器上輸出電壓信號(hào)，經(jīng)模擬通道放大后被單片計(jì)算機(jī)采集，數(shù)據(jù)顯示或經(jīng)無(wú)線通訊接口輸出到接入網(wǎng)關(guān)，同時(shí)監(jiān)測(cè)軟件還可以識(shí)別初撐力和最大工作阻力，并將數(shù)據(jù)顯示到LCD顯示屏上。當(dāng)頂板壓力無(wú)線監(jiān)測(cè)分站收到數(shù)據(jù)傳輸無(wú)線分站請(qǐng)求發(fā)送數(shù)據(jù)指令時(shí)，自動(dòng)將數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)傳輸無(wú)線分站。3、巷道頂板位移（離層）監(jiān)測(cè) 礦用本安型頂板位移傳感

20、器固定錨爪安裝在圍巖鉆孔內(nèi)，當(dāng)巖層內(nèi)部有離層位移時(shí)，固定錨爪牽引內(nèi)部機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，由內(nèi)部機(jī)構(gòu)帶動(dòng)角位移傳感器旋轉(zhuǎn)，傳感器將位移信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出到單片機(jī)采集電路。本檢測(cè)儀采用了低功耗的單片機(jī)和電源管理電路，單片機(jī)定時(shí)自動(dòng)檢測(cè)傳感器信號(hào)并進(jìn)行處理，同時(shí)LED數(shù)碼管顯示當(dāng)前離層量，當(dāng)傳感器檢測(cè)的相對(duì)位移超過設(shè)定值時(shí)能自動(dòng)報(bào)警，報(bào)警方式采用閃爍聲、光指示。檢測(cè)儀內(nèi)部設(shè)有433M無(wú)線通訊電路，當(dāng)監(jiān)測(cè)到數(shù)據(jù)傳輸無(wú)線分站的指令后將數(shù)據(jù)發(fā)送出去。頂板位移傳感器有兩個(gè)測(cè)量基點(diǎn)（A基點(diǎn)，B基點(diǎn)），A基點(diǎn)為深部基點(diǎn)，B基點(diǎn)為淺部基點(diǎn)，通過A、B兩個(gè)基點(diǎn)位移的變化確定離層的范圍和離層的大小。4、井下數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)監(jiān)測(cè)

21、主站與多臺(tái)數(shù)據(jù)傳輸無(wú)線分站構(gòu)成上下位主從關(guān)系，監(jiān)測(cè)主站與數(shù)據(jù)傳輸無(wú)線分站之間通過總線連接。數(shù)據(jù)傳輸無(wú)線分站固定設(shè)置地址編碼，監(jiān)測(cè)主站依次巡測(cè)每個(gè)數(shù)據(jù)傳輸無(wú)線分站，數(shù)據(jù)傳輸無(wú)線分站接收巡測(cè)指令后，將數(shù)據(jù)傳輸無(wú)線分站已經(jīng)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)幀發(fā)送到監(jiān)測(cè)主站。監(jiān)測(cè)主站將每次巡測(cè)的數(shù)據(jù)通過主傳輸系統(tǒng)發(fā)送到井上接收主機(jī)。主傳輸系統(tǒng)有三種接口：方式1，RDS-100有線電纜通訊方式（電話線）；方式2，單模光纖通訊方式SC.S30-100(光纖1310um)；方式3，符合TCP/IP協(xié)議的以太環(huán)網(wǎng)通訊方式(光口或RJ45網(wǎng)口)。以上傳送方式均支持串行異步透明傳送。5、井上接收及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)接收主機(jī)以上述三種方式之一接

22、收到井下傳送的數(shù)據(jù)，容錯(cuò)后直接發(fā)送到監(jiān)測(cè)服務(wù)器，監(jiān)測(cè)服務(wù)器安裝CMPSES監(jiān)測(cè)分析軟件（C/S），將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)，并根據(jù)用戶的要求進(jìn)行不同的數(shù)據(jù)分析和報(bào)警。局域網(wǎng)用戶可安裝或下載客戶端軟件，實(shí)現(xiàn)在線同步監(jiān)測(cè)。若局域網(wǎng)建立了Web服務(wù)器，可安裝B/S監(jiān)測(cè)軟件，局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)用戶可通過IE瀏覽器方式共享監(jiān)測(cè)信息。用戶若選擇了電話線或光纖通訊方式，井下的數(shù)據(jù)信號(hào)通過RDS-100或光纖收發(fā)器接入到接收主機(jī)，接收主機(jī)將接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)測(cè)服務(wù)器串口接收。若用戶選擇了以太環(huán)網(wǎng)通訊方式，監(jiān)測(cè)主站可通過內(nèi)置NPORT接口接入環(huán)網(wǎng)，監(jiān)測(cè)服務(wù)器可通過內(nèi)部以太網(wǎng)卡（RJ-45）接入環(huán)網(wǎng)中，監(jiān)測(cè)服務(wù)器直接從環(huán)

23、網(wǎng)讀取數(shù)據(jù)。七、 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)點(diǎn)布置與安裝1、工作面支架工作阻力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)如圖5所示，工作面每5架安裝一臺(tái)頂板壓力無(wú)線監(jiān)測(cè)分站。頂板壓力無(wú)線監(jiān)測(cè)分站安裝在綜采支架的頂梁（掩護(hù)梁）下面，采用吊掛式安裝，用KJ10mm的高壓油管將分站上的傳感器與支架立柱的高壓腔連接，四柱式支架接前后立柱，兩柱式支架接左右立柱。工作面的上部到下部壓力監(jiān)測(cè)分站可以按照由小到大或由大到小的編號(hào)順序連接。綜采數(shù)據(jù)傳輸無(wú)線分站安裝在開關(guān)列車上，工作面推進(jìn)時(shí)通訊分站及電源隨開關(guān)列車一起移動(dòng)。安裝方法如圖6。高壓油管控制閥支架立柱監(jiān)測(cè)分站 圖6 壓力監(jiān)測(cè)分站安裝示意圖2、巷道頂板位移（離層）監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 如圖4所示。巷道內(nèi)均勻布置

24、安裝頂板位移測(cè)點(diǎn)（離層測(cè)點(diǎn)）。頂板離層傳感器采用28mm鉆孔（錨桿鉆孔）安裝，頂板鉆孔深度不大于20米，允許鉆孔傾角+30度，安裝方法如圖7。建議議淺基點(diǎn)B的安裝深度2.2m，深基點(diǎn)A的安裝深度8.5m（供參考）。深基點(diǎn)頂板淺基點(diǎn)傳感器煤礦巷道 圖7 離層傳感器安裝示意圖3、單體支柱工作阻力監(jiān)測(cè)單體工作面一般吊掛在支架上，注意不能平放，且不能被金屬物遮擋，與上一級(jí)中繼器或分站要可視。1）監(jiān)測(cè)分機(jī)為固定式安裝，安裝點(diǎn)應(yīng)盡量避免淋水處。2）監(jiān)測(cè)分機(jī)應(yīng)安裝在方便觀察和操作的高度，安裝要牢固可靠。3）壓力監(jiān)測(cè)分機(jī)安裝在單體支柱上，超前單體支柱的上部到下部壓力監(jiān)測(cè)分機(jī)可以無(wú)序連接。單體壓力監(jiān)測(cè)分機(jī)之間通

25、過無(wú)線的方式與無(wú)線分站傳遞數(shù)據(jù)。 圖8 礦用本安型頂板壓力無(wú)線監(jiān)測(cè)分機(jī)安裝示意圖八、監(jiān)測(cè)軟件 （一）KJ216A/B煤礦頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)"KJ216A/B煤礦頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)"主程序界面是用戶使用的主要操作界面，此界面為用戶提供該軟件所有的功能和快捷控制選項(xiàng)。通過簡(jiǎn)便、友好的操作界面，用戶無(wú)需掌握豐富的專業(yè)知識(shí)即可輕松的使用該軟件，如圖8.1。 圖8.1.1用戶的界面采用目前最主流的布局方式，由標(biāo)題欄、菜單欄、工具欄以及輔助工具欄組成。標(biāo)題欄用于顯示系統(tǒng)名稱；菜單欄顯示所有的功能模塊，用戶想實(shí)現(xiàn)某些功能時(shí)可打開相應(yīng)菜單窗口實(shí)現(xiàn)；工具欄是為了方便用戶直接點(diǎn)擊快捷按鈕進(jìn)入相應(yīng)的

26、窗口無(wú)需點(diǎn)菜單欄及其下拉菜單；輔助工具欄代表用戶維護(hù)的相關(guān)內(nèi)容。圖8.1.2功能模塊的劃分 該系統(tǒng)包括“服務(wù)器端”和“客戶端”兩種版本，“服務(wù)器端”多出系統(tǒng)設(shè)置以及在線監(jiān)測(cè)模塊中數(shù)據(jù)的接收與存儲(chǔ)功能，“客戶端”只是純粹的顯示、查詢等功能，本幫助文檔以“服務(wù)器端”版本為例介紹說明。1.系統(tǒng)設(shè)置模塊a.礦井信息設(shè)置：根據(jù)系統(tǒng)的要求，主要將礦井分為多個(gè)測(cè)區(qū)，每個(gè)測(cè)區(qū)僅對(duì)應(yīng)一個(gè)串口，不同測(cè)區(qū)不能使用相同的串口。一個(gè)測(cè)區(qū)包括一個(gè)或多個(gè)工作面和巷道。b.系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置：以工作面或巷道為單位對(duì)象，設(shè)置安裝在其范圍內(nèi)的硬件設(shè)施的參數(shù)。c.通訊接口參數(shù)設(shè)置：即PC機(jī)與硬件監(jiān)測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸紐帶，具有向PC機(jī)傳輸數(shù)

27、據(jù)以及存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的功能。d.網(wǎng)絡(luò)診斷：反應(yīng)每個(gè)測(cè)區(qū)對(duì)應(yīng)串口的在線線路質(zhì)量和歷史線路質(zhì)量。e.OPC服務(wù)器：OPC是為了連接數(shù)據(jù)源(OPC服務(wù)器)和數(shù)據(jù)的使用者(OPC應(yīng)用程序)之間的軟件接口標(biāo)準(zhǔn)，本軟件提供OPC服務(wù)器，供OPC應(yīng)用程序用戶提供監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。f.FTP服務(wù)器：指將該系統(tǒng)的配置文件dev.txt以及數(shù)據(jù)文件rtdata.txt上傳至用戶的FTP服務(wù)器，供其使用。g.移動(dòng)介質(zhì)傳輸：當(dāng)數(shù)據(jù)因斷電等情況無(wú)法上傳時(shí)，將主站的U盤數(shù)據(jù)導(dǎo)入系統(tǒng)，避免了數(shù)據(jù)丟失。2.綜采壓力模塊a.綜采在線監(jiān)測(cè)：實(shí)時(shí)顯示綜采監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)所有監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)，起到軟硬件的橋梁作用，將各個(gè)模塊配套的硬件設(shè)備的數(shù)據(jù)傳至系統(tǒng)

28、中，供分析使用。b.綜采數(shù)據(jù)查詢：查詢實(shí)時(shí)采集時(shí)存儲(chǔ)的歷史數(shù)據(jù)，可以對(duì)歷史數(shù)據(jù)根據(jù)不同的查詢條件查詢做相應(yīng)的處理。c.歷史工作阻力：即工作阻力歷史數(shù)據(jù)分析，指按照不同的選擇條件繪制工作阻力在選定范圍內(nèi)的變化圖。d.每日工作阻力：即每日工作阻力分布分析，指按照不同的選擇條件繪制工作阻力在選定范圍內(nèi)的分布圖。e.循環(huán)工作阻力：即綜采工作面循環(huán)工作阻力分析，指按照不同的選擇條件繪制初撐力、末阻力以及活柱縮量在選定范圍內(nèi)的分布圖。f. 應(yīng)力分布分析：即工作阻力分布分析，指按照不同的選擇條件繪制整個(gè)綜采工作面的應(yīng)力分布圖。g.支架載荷頻度分析：即即綜采工作面液壓支架載荷頻度分析，指按照不同的選擇條件繪制

29、工作阻力在060MPa各個(gè)壓力范圍的分布情況。h.綜采回采進(jìn)尺輸入：對(duì)工作面回采進(jìn)尺進(jìn)行設(shè)置。i.綜采監(jiān)測(cè)報(bào)表：按照不同的選擇條件統(tǒng)計(jì)壓力分站的工作阻力，并且可以修改報(bào)表的各項(xiàng)內(nèi)容。3.圍巖移動(dòng)模塊a.頂板離層監(jiān)測(cè)：實(shí)時(shí)顯示頂板離層監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)所有監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)，起到軟硬件的橋梁作用，將各個(gè)模塊配套的硬件設(shè)備的數(shù)據(jù)傳至系統(tǒng)中，供分析使用。b.頂板下沉監(jiān)測(cè)：實(shí)時(shí)顯示頂板下沉監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)所有監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)，起到軟硬件的橋梁作用，將各個(gè)模塊配套的硬件設(shè)備的數(shù)據(jù)傳至系統(tǒng)中，供分析使用。c.頂板數(shù)據(jù)查詢：查詢實(shí)時(shí)采集時(shí)存儲(chǔ)的歷史數(shù)據(jù)，可以對(duì)歷史數(shù)據(jù)根據(jù)不同的查詢條件查詢做相應(yīng)的處理。d.頂板曲線分析：按

30、照不同的選擇條件繪制頂板離層下沉數(shù)據(jù)在選定范圍內(nèi)的變化圖。e.圍巖移動(dòng)報(bào)表：按照不同的選擇條件統(tǒng)計(jì)傳感器的頂板離層下沉數(shù)據(jù)，并且可以修改報(bào)表的各項(xiàng)內(nèi)容。4.錨桿/索應(yīng)力模塊a.錨桿在線監(jiān)測(cè)：實(shí)時(shí)顯示錨桿/索應(yīng)力監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)所有監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)，起到軟硬件的橋梁作用，將各個(gè)模塊配套的硬件設(shè)備的數(shù)據(jù)傳至系統(tǒng)中，供分析使用。 b.錨桿數(shù)據(jù)查詢：查詢實(shí)時(shí)采集時(shí)存儲(chǔ)的歷史數(shù)據(jù)，可以對(duì)歷史數(shù)據(jù)根據(jù)不同的查詢條件查詢做相應(yīng)的處理。 c.錨桿曲線分析：按照不同的選擇條件繪制錨桿/索應(yīng)力在選定范圍內(nèi)的變化圖。 d.錨桿監(jiān)測(cè)報(bào)表：按照不同的選擇條件統(tǒng)計(jì)傳感器的錨桿/索應(yīng)力，并且可以修改報(bào)表的各項(xiàng)內(nèi)容。 5.圍巖應(yīng)力

31、模塊a.圍巖在線監(jiān)測(cè)：實(shí)時(shí)顯示圍巖應(yīng)力監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)所有監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)，起到軟硬件的橋梁作用，將各個(gè)模塊配套的硬件設(shè)備的數(shù)據(jù)傳至系統(tǒng)中，供分析使用。 b.圍巖數(shù)據(jù)查詢：查詢實(shí)時(shí)采集時(shí)存儲(chǔ)的歷史數(shù)據(jù)，可以對(duì)歷史數(shù)據(jù)根據(jù)不同的查詢條件查詢做相應(yīng)的處理。 c.圍巖曲線分析：按照不同的選擇條件繪制工作阻力在選定范圍內(nèi)的變化圖。 d.圍巖監(jiān)測(cè)報(bào)表：按照不同的選擇條件統(tǒng)計(jì)傳感器的圍巖應(yīng)力，并且可以修改報(bào)表的各項(xiàng)內(nèi)容。 6.系統(tǒng)維護(hù)模塊a.軟件注冊(cè)：為了保障系統(tǒng)軟件的安全性及不可移植性，試用期為90天，試用期過后，用戶為供應(yīng)商提供激活碼，供應(yīng)商會(huì)根據(jù)激活碼為用戶提供唯一的注冊(cè)碼，然后用戶憑借注冊(cè)碼為軟件注冊(cè)，

32、軟件注冊(cè)后可以無(wú)限期使用。b.用戶管理：該軟件有“服務(wù)器端”和“客戶端”兩種模式，該模塊主要設(shè)置兩種模式下的用戶信息。c.數(shù)據(jù)庫(kù)備份：將數(shù)據(jù)庫(kù)備份至指定的文件夾內(nèi)。d.數(shù)據(jù)庫(kù)還原：將數(shù)據(jù)庫(kù)文件還原至SQL Server中，覆蓋原來的數(shù)據(jù)庫(kù)。注意：該功能沒有集成到軟件中，使用時(shí)請(qǐng)關(guān)閉軟件，然后從軟件的安裝目錄下打開“DBRestore.exe”，然后根據(jù)提示操作。e.開機(jī)自動(dòng)運(yùn)行：在停電等非正常關(guān)閉的情況下，電腦開機(jī)后軟件會(huì)自動(dòng)進(jìn)入“綜采在線監(jiān)測(cè)模塊”。九、技術(shù)指標(biāo)、參數(shù)監(jiān)測(cè)服務(wù)器操作系統(tǒng) : Windows 2003/5/7 server 數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)： SQL server 網(wǎng)絡(luò)平臺(tái) ：局域網(wǎng)

33、1、系統(tǒng)綜合技術(shù)指標(biāo) 1）系統(tǒng)分站容量 116（通訊分站）2）系統(tǒng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù) < 10003）系統(tǒng)通訊距離 <20km（電話線） <30km ( 單模光纖)4）巡測(cè)周期 30S （典型配置）5）傳輸接口 RDS-100 串行異步 NPORT 以太網(wǎng)接口 MWF485 單模光纖接口6）通訊速率 240057600BPS（9600）7）運(yùn)行環(huán)境 環(huán)境溫度：1030（井上）；040（井下） 平均相對(duì)濕度：不大于75%（井上）；不大于95%（井下） 大氣壓力：80kPa106kPa8）供電電源 a.地面設(shè)備交流電源 額定電壓：220V，允許偏差:-10%+10%；諧波：不大于5%；頻率

34、：50Hz；允許偏差±5%。b.井下設(shè)備交流電源額定電壓：127V，允許偏差: -25%+10%；諧波：不大于10%；頻率：50Hz；允許偏差±5%。 2、礦用本安型監(jiān)測(cè)主站1） 接入容量 116 點(diǎn)2） 顯示方式 LCD 20*4（中文） LED背光3） 井上通訊方式 RDS-100 2400bp （井上通訊） NPORT 以太網(wǎng)接口 MWF485 單模光纖接口 4）下位通訊 RS485 2400bps 5） 通訊距離 至井上接口 25km 至下位分站 10km6） 存儲(chǔ)容量 8M /（U盤讀?。?） 電源波動(dòng)范圍 DC1218V （本安電源）150 mA 8） 防爆形式

35、 本質(zhì)安全型 Exibl3、礦用本安型數(shù)據(jù)傳輸無(wú)線分站 1） 站點(diǎn)容量 164（下位分站或傳感器）2） 顯示方式 LCD 20*4 LED背光3） 通訊方式 有線傳輸RS-485 2400bps 通訊距離 10km 無(wú)線傳輸 433MHz 通訊距離 150米4） 電源 DC18V （本安電源）150 mA 5） 防爆形式 本質(zhì)安全型 Exibl4、礦用本安型頂板壓力無(wú)線監(jiān)測(cè)分站1）壓力通道數(shù) 3 （內(nèi)置傳感器）2） 量程 060Mpa3） 精度 0.5%4） 顯示分辨率 ±0.1MPa5） 顯示方式 LCD 20*4 LED背光6） 通訊接口 無(wú)線傳輸 433MHz7） 傳輸距離 6

36、0米8） 電源 電池供電，工作時(shí)間>180天9） 防爆形式 本質(zhì)安全型 Exibl5、礦用本安型頂板位移傳感器1）安裝深度 120米2）量程 0300mm3）測(cè)量精度 1%4）電源 電池供電，工作時(shí)間>180天5）通訊接口 無(wú)線傳輸 433MHz6）顯示方式 4位LED數(shù)碼管顯示7）傳輸距離： 150米8）防爆形式 本質(zhì)安全型 Exibl6.KJ653-F3礦用本安型頂板壓力無(wú)線監(jiān)測(cè)分機(jī)1）壓力通道數(shù)： 1 （內(nèi)置傳感器）2）量程： 060Mpa3）精度： 0.5%4）顯示分辨率： ±0.1MPa5）顯示方式： 3位LED數(shù)碼管顯示6）通訊接口： 無(wú)線傳輸433MHz7）傳輸距離： 60米