KJ216頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用

1、 煤礦頂板安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng) （KJ216頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)） 山東省尤洛卡自動(dòng)化儀表有限公司 山東科技大學(xué)煤礦災(zāi)害監(jiān)測(cè)工程技術(shù)研究中心 2007年8月匯報(bào)內(nèi)容（二）一、概述 在各類煤礦事故中，頂板事故仍居前位。隨著近年來(lái)生產(chǎn)能力的提高、開采強(qiáng)度的增大和向深部開采轉(zhuǎn)移，頂板安全等問(wèn)題越來(lái)越凸現(xiàn)，主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面： 1 以錨桿支護(hù)為主要形式的巷道支護(hù)穩(wěn)定性問(wèn)題。 2 回采工作面超前支撐應(yīng)力作用對(duì)巷道支護(hù)的影響。 3 回采工作面支護(hù)穩(wěn)定性和安全性 。 4 采場(chǎng)構(gòu)造應(yīng)力和采用引起的應(yīng)力場(chǎng)運(yùn)動(dòng)而引發(fā)的動(dòng)壓（沖擊地壓） 問(wèn)題。 我國(guó)絕大多數(shù)礦井開采都面臨頂板安全問(wèn)題，而這些問(wèn)題往往由于局限于相對(duì)落后的監(jiān)測(cè)

2、手段和信息處理技術(shù)而被忽略，這是頂板安全管理不到位的主要原因。因此，充分利用現(xiàn)有礦井通訊系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)資源，建立煤礦頂板安全監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)，對(duì)促使煤礦安全上一新臺(tái)階具有實(shí)際意義，在全國(guó)煤礦中具有重要推廣應(yīng)用價(jià)值。 二、煤礦頂板安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建立的基本條件 1 我國(guó)大多數(shù)大、中型礦井已經(jīng)建立起計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)（以太網(wǎng)）平 臺(tái)，硬件資源的建立為實(shí)現(xiàn)頂板安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)提供了前提條件。 2 我國(guó)煤礦建立了完善的礦井通訊網(wǎng)絡(luò)，KJ216頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可方便 地接入礦井電話網(wǎng)絡(luò)、光纖網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)。可構(gòu)成最經(jīng)濟(jì)的監(jiān)測(cè) 系統(tǒng)。 3 我國(guó)大、中型礦井已建立了完善的礦壓監(jiān)測(cè)管理體制和專業(yè)技術(shù)隊(duì)伍， 礦壓監(jiān)

3、測(cè)工作已日?；?。 4 目前我國(guó)煤礦頂板安全監(jiān)測(cè)的技術(shù)和手段較落后，數(shù)據(jù)處理方法簡(jiǎn)單粗 糙，對(duì)新技術(shù)裝備的需求及企業(yè)管理者對(duì)頂板安全的重視為系統(tǒng)的推廣 創(chuàng)造了條件。 三、煤礦頂板安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與組成三、煤礦頂板安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與組成 1 系統(tǒng)功能組成 KJ216 頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)從功能上分四個(gè)組成部分：1）工作面支架、支柱工作阻力監(jiān)測(cè)；2）頂板、圍巖離層運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)；3）錨網(wǎng)支護(hù)應(yīng)力監(jiān)測(cè)測(cè)；4）煤、巖支撐應(yīng)力監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)分析計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工作面支護(hù) 阻力監(jiān)測(cè)頂 板 圍 巖 離層監(jiān)測(cè)錨桿、錨索應(yīng)力監(jiān)測(cè)煤、巖鉆孔 應(yīng)力監(jiān)測(cè) 2 井上監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理與報(bào)警網(wǎng)絡(luò) 井上監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理與報(bào)警網(wǎng)絡(luò)包括： 1）數(shù)據(jù)接收單元、

4、監(jiān)測(cè)服務(wù)器（系統(tǒng)配置）； 2）礦井辦公局域網(wǎng)和客戶端（礦方現(xiàn)有設(shè)備）； 3）GPRS數(shù)據(jù)收發(fā)單元（系統(tǒng)配置）和圖文短信手機(jī)用戶群。 4）基于Web訪問(wèn)模式的 CMPSES 監(jiān)測(cè)分析軟件。GPRS公用數(shù)據(jù)網(wǎng) 井下監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)礦區(qū)廣域網(wǎng)Web服務(wù)器數(shù)據(jù)處理PC監(jiān)測(cè)服務(wù)器GPRS 收發(fā)器礦井局域網(wǎng) KJ216 頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)井上網(wǎng)絡(luò)組成圖 3井下部分硬件組成 KJ216頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)井下部分包括：通訊主站、測(cè)區(qū)通訊分站、測(cè)區(qū)壓力監(jiān)測(cè)分機(jī)、頂板離層監(jiān)測(cè)傳感器、錨桿/錨索應(yīng)力監(jiān)測(cè)傳感器、鉆孔應(yīng)力傳感器以及防爆型供電電源和通訊電纜組成。 井下部分采用兩級(jí)隔離485總線，通訊主站下位總線連接測(cè)區(qū)通訊分站，最

5、大可連接16個(gè)測(cè)區(qū)分站。測(cè)區(qū)通訊分站下位總線可連接壓力分機(jī)、離層總線式傳感器、錨桿總線式傳感器、鉆孔應(yīng)力總線式傳感器。系統(tǒng)總的測(cè)點(diǎn)數(shù)可達(dá)10001000點(diǎn)。 4、KGE30 頂板離層傳感器結(jié)構(gòu) KGD30是為煤礦井下巷道或工作面頂板離層檢測(cè)而設(shè)計(jì)的一種新型的一體化儀表。該儀器集傳感器、微電腦、總線接口為一體，針對(duì)普通離層指示儀讀數(shù)不方便的問(wèn)題，該傳感器可接入KJ216頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，另外有無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸功能，可由手持?jǐn)?shù)據(jù)采集器遙控采集數(shù)據(jù)。 主要功能、特點(diǎn)： 1、用戶設(shè)定報(bào)警值，超限自動(dòng)報(bào)警。 2、光控?cái)?shù)字顯示。 3、無(wú)線遙控采集、存儲(chǔ)，可將數(shù)據(jù)傳輸?shù)?計(jì)算機(jī)處理。 4、測(cè)量范圍大，基點(diǎn)深度可

6、達(dá)25m，量程達(dá) 300mm 。 5、測(cè)量精度高，消除了人為的讀數(shù)誤差。 6、低成本，可重復(fù)使用。 以太環(huán)網(wǎng)交換機(jī)井上監(jiān)測(cè)服務(wù)器頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)井下部分組成示意圖通訊主站RS-485總線通訊分站通訊分站通訊分站通訊分站頂板離層監(jiān)測(cè)傳感器錨桿應(yīng)力傳感器煤巖鉆孔應(yīng)力傳感器綜采支架監(jiān)測(cè)分機(jī)KJ95工業(yè)光纖以太 環(huán)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)井上井下回采工作面及巷道監(jiān)測(cè)掘進(jìn)巷道監(jiān)測(cè)KJ216頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)接入KJ95監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)例Web 服務(wù)器PC用戶監(jiān)測(cè)服務(wù)器礦井局域網(wǎng)五、KJ216頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)布置 采空 區(qū) 井上通訊主站2芯2芯 通訊分站 通訊分站127V壓力監(jiān)測(cè)分機(jī)立柱高壓腔平衡千斤頂前探梁1. 壓力監(jiān)測(cè)

7、分機(jī)的安裝示意圖KJ10高壓油管2. 頂板離層傳感器的安裝 深基點(diǎn)淺基點(diǎn)傳感器接線盒煤礦巷道電纜頂板安裝要求： 1）鉆孔深度 100mm 4）基點(diǎn)安裝深度 300mm 3. 錨桿、錨索應(yīng)力傳感器的安裝頂板傳感器接線盒煤礦巷道電纜測(cè)點(diǎn)安裝要求： 1）適用于端頭錨固 的錨桿或錨索； 2）錨桿螺紋外露段 100mm； 4. 鉆孔應(yīng)力傳感器的安裝煤體接線盒巷道傳感器電纜測(cè)點(diǎn)安裝要求： 1）鉆孔深度 15m 2）鉆孔直徑 35mm 3）鉆孔傾角 250四、KJ216頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要技術(shù)特點(diǎn) KJ216頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是專業(yè)用于全礦井礦壓綜合在線實(shí)時(shí)監(jiān)統(tǒng)，頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是專業(yè)用于全礦井礦壓綜合在線實(shí)

8、時(shí)監(jiān)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。網(wǎng)絡(luò)化。 主要技術(shù)特點(diǎn)如下： 1、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)，系統(tǒng)容量達(dá)1000個(gè)測(cè)點(diǎn)。 2、系統(tǒng)根據(jù)采場(chǎng)條件采用了兩級(jí)總線設(shè)計(jì)，總線之間完全隔離，提高了 系統(tǒng)環(huán)境適應(yīng)性。 3、系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸支持多種傳輸模式：1）RDS 電話線模式； 2）光纖 傳輸模式；3）以太網(wǎng)總線傳輸模式。 4、智能一體化監(jiān)測(cè)分站和傳感器，有微處理器控制，內(nèi)置總線接 口，具有獨(dú)立報(bào)警參數(shù)設(shè)置和報(bào)警功能。 5、監(jiān)測(cè)分析軟件

9、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)果更具有科學(xué)性。 五、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析與報(bào)警處理 1 監(jiān)測(cè)分析軟件CMPSES 軟件運(yùn)行環(huán)境：WINDOWS 2003 server 操作系統(tǒng)平臺(tái)。 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)： SQL server 2000 主要實(shí)現(xiàn)以下功能： 井上計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)顯示監(jiān)測(cè)參數(shù)、報(bào)警； 連續(xù)監(jiān)測(cè)曲線顯示、分析； 歷史數(shù)據(jù)查詢及綜合報(bào)表輸出； 網(wǎng)絡(luò)客戶端在線動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)； 網(wǎng)絡(luò)用戶Web訪問(wèn)模式信息共享； 綜合分析及頂板安全評(píng)估分析； 礦圖GIS監(jiān)測(cè)信息模擬顯示； 數(shù)據(jù)及報(bào)警信息GPRS短信息服務(wù)功能。 CMPSES監(jiān)測(cè)分析軟件CMPSES軟件 系統(tǒng)設(shè)置界面CMPSES軟件

10、綜采實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)界面CMPSES軟件 離層實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)界面CMPSES軟件 錨桿應(yīng)力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)界面CMPSES軟件 離層實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)界面CMPSES軟件 綜合監(jiān)測(cè)報(bào)表主大巷54310工作面黃陵一號(hào)井頂板安全監(jiān)測(cè)模擬顯示CMPSES軟件礦圖模擬顯示2 監(jiān)測(cè)預(yù)警及報(bào)警處理 1）現(xiàn)場(chǎng)閾值報(bào)警 2）井上計(jì)算機(jī)事件報(bào)警 3）頂板安全趨勢(shì)預(yù)測(cè)及預(yù)警 六、頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)六、頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo) 監(jiān)測(cè)服務(wù)器操作系統(tǒng) : Windows 2000 service sp4 數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)： SQL server 標(biāo)準(zhǔn)版 網(wǎng)絡(luò)平臺(tái) ：局域網(wǎng) 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

11、統(tǒng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù) 1000 3）系統(tǒng)通訊距離 20km 4）巡測(cè)周期 5秒/分站 5）傳輸接口 RDS-100 串行異步 6）通訊速率 60019200BPS2. 接收主機(jī) 1） 輸入通道 14路 2）輸入接口 RDS-100 3）輸出接口 RS-232 4）顯示方式 LCD 20*4 LED背光 5）安全隔離方式 光電耦合（2500V） 6）緩存容量 32KB 7）電 源 AC 220V 0.1A 3通訊主站 1） 站點(diǎn)容量 116 2） 顯示方式 LCD 20*4 LED背光 3） 通訊方式 RDS 2400bps 4） 通訊距離 5km (工作面) 5） 電源 DC18V （本安電源）150

12、mA 6）防爆形式 本質(zhì)安全型 Exibl4、通訊分站 1） 站點(diǎn)容量 164 2） 顯示方式 LCD 20*4 LED背光 3） 通訊方式 RS-485 2400bps 4） 通訊距離 300m (工作面) 5） 電源 DC18V （本安電源）150 mA 6）防爆形式 本質(zhì)安全型 Exibl 5壓力監(jiān)測(cè)分機(jī) 1）壓力通道數(shù) 3 2）量程 060Mpa 3）精度 1.5% 4） 顯示方式 LCD 20*4 LED背光 5） 通訊接口 RS485 2400bps 6）電源 DC18V （本安電源） 35mA 7）防爆形式 本質(zhì)安全型 Exibl6、頂板離層傳感器 1）安裝深度 120米 2）量

13、程 0300mm 3）測(cè)量精度 1% 4）電源 718V 6mA 5）輸出 RS-485 串行 6）防爆形式 本質(zhì)安全型 Exibl 7、錨桿應(yīng)力檢測(cè)傳感器 1）量程 0250KN 2）測(cè)量精度 1% 3）輸出信號(hào) 0125mV 4）電源 718V 5）防爆形式 本質(zhì)安全型 Exibl 8、鉆孔應(yīng)力傳感器 1）安裝范圍 112m 2）量程 012.5 MPa 3）測(cè)量精度 2.5 % 4）輸出信號(hào) 0125mV 5）電源 718V 6）防爆形式 本質(zhì)安全型 Exib1七、應(yīng)用總結(jié)應(yīng)用總結(jié) KJ216頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)在全國(guó)80多個(gè)礦井推廣應(yīng)用，取得了較好的應(yīng)用效果。 2006年至2007年K

14、J216頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用中，共產(chǎn)生各類報(bào)警事件300余次，有效地避免了頂板事故的發(fā)生。 頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用后，積累了大量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，指導(dǎo)了煤礦的安全生產(chǎn)，創(chuàng)造了巨大的社會(huì)效益。匯報(bào)內(nèi)容（三）KTM系列 礦用鉆孔全景數(shù)碼成像系統(tǒng) 山東省尤洛卡自動(dòng)化儀表有限公司 山東科技大學(xué)煤礦災(zāi)害監(jiān)測(cè)工程技術(shù)研究中心 2007年8月一、概述 KTM系列數(shù)字式全景鉆孔攝像系統(tǒng)是針對(duì)煤礦井下地質(zhì)條件和使用環(huán)境專門設(shè)計(jì)的，可觀測(cè)鉆孔中地質(zhì)體的各種特征及細(xì)微變化并且通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算分析予以量化。 該系統(tǒng)系統(tǒng)可觀測(cè)： 1.地層巖性、巖石結(jié)構(gòu)； 2.活動(dòng)性斷層、裂隙產(chǎn)狀及發(fā)育情況。 3.富水?dāng)鄬?、溶溝溶洞、巖層水流

15、向。 該系統(tǒng)可用煤礦頂板地質(zhì)構(gòu)造、煤層賦存、工作面前方斷層構(gòu)造、上覆巖層導(dǎo)水裂隙帶等探測(cè)。監(jiān)測(cè)主機(jī)25mm探頭二、產(chǎn)品組成三、技術(shù)特點(diǎn) 該系統(tǒng)采用創(chuàng)新方式的光學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，突破了已往鉆孔電視等傳統(tǒng)摸擬方式鉆孔成象技術(shù)的弊端，創(chuàng)造了全景技術(shù)和數(shù)字化處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了地質(zhì)資料的計(jì)算機(jī)統(tǒng)計(jì)、分析與處理。能準(zhǔn)確地獲得鉆孔內(nèi)結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀和隙寬等參數(shù)。能形成經(jīng)無(wú)縫拼接處理后的孔壁360度平面展開圖和三維鉆孔巖芯圖，其性能已達(dá)到和超過(guò)國(guó)外同類型產(chǎn)品的水平，其性能價(jià)格比則遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國(guó)外同類產(chǎn)品。 主要技術(shù)特點(diǎn)：主要技術(shù)特點(diǎn)： 1. 全方位觀測(cè)，旋轉(zhuǎn)探頭可水平0360旋轉(zhuǎn)，加上垂直9090 （國(guó)內(nèi)首創(chuàng)），可觀測(cè)任何方位的結(jié)構(gòu)面。觀測(cè)范圍是全景，景深可調(diào)。 2. 適用于各種方向的鉆孔。如垂直、傾斜、水平等各方位的鉆孔。 3. 深度計(jì)數(shù)器六位數(shù)，精確到毫米級(jí)（國(guó)內(nèi)首創(chuàng)）。探測(cè)深度可達(dá)200米。 4. 通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件的分析，能對(duì)地質(zhì)體內(nèi)壁的裂隙、節(jié)理、破 碎、溶洞等結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀進(jìn)行測(cè)量和量化。 5. 真彩色模式，形成圖像為795596（CCD像素?cái)?shù)） 6. 適用孔徑范圍大，可勘測(cè)從25mm（國(guó)內(nèi)首創(chuàng)最小探頭）到 2000mm的各種類型鉆孔。 7. 精度高，精度 1mm。速度快，探測(cè)速度108