矿山压力监测kj216-仪器-实验指导书

1矿山压力监测－实验指导书课时：2个学时先修课程：煤矿开采学、岩土工程、矿山地质学一、实验目的

了解现场矿压观测的主要内容

掌握现场所使用主要矿压观测仪器、仪表的使用方法

二、实验2 KJ216煤矿顶板动态（压力）监测系统

（一）、设备概述

KJ216煤矿顶板压力监测系统是基于以太网平台建立的可实现全矿井矿压在线监测的综合监测系统。该系统利用矿区或矿井已经建立的计算机网络平台，将各生产矿井顶板动态监测系统组成矿务局级监测网络，实现矿压监测的自动化和信息共享。

1、监测研究的主要内容

1）巷道监测

①在巷道内主要通过离层位移传感器（KGE30）监测顶板离层位置、离层速度变化，两帮内显著变形区域，用于判断顶板及两帮破坏范围，对巷道稳定性进行识别，对巷道所处的安全等级进行评价。

②采用锚杆载荷应力传感器(KBY60)通过对巷道顶板、两帮锚固力以及锚固力沿着锚杆长度变化规律进行监测，达到对锚杆的工作状态、顶板安全性等进行评价，实现信息反馈，为锚杆支护参数设计优化提供基础。

2）回采工作面监测

①监测端头支架的工作阻力变化规律，为保障端头支护稳定性和安全性提供依据，并为确定最优的端头方式及参数提供基础。

②分区监测工作面内支架的工作阻力变化规律，为评价支架支护效果、支架对该类顶板的适定性以及顶板来压规律提供依据。

3）超前支承压力监测

通过超前顺槽内中深钻孔埋设传感器，监测随着开采的不断推进，超前支承压力的显著影响范围、支承压力高峰值、支承压力高峰位置以及前移速度等，为超前支护范围和有重点地预防冲击地压的发生提供依据。

（二）、监测的功能

1、矿井顶板动态监测系统可以实现以下功能：

●井上计算机动态显示监测参数、报警；

●井下现场显示数据和报警；

●监测数据自动记录存储；

●连续监测曲线显示、分析；

●历史数据查询及报表输出；

●综合分析及顶板安全评估分析。

2、局、矿顶板动态监测网络功能

●网络用户Web访问模式在线动态监测；

●数据库数据信息共享；

●综合分析及顶板安全评估分析；

●监测日报网上报表；

●重要事件的GPRS短信寻呼功能。

（三）、系统的组成

监测系统由井下和井上两大部分组成，如图一所示。监测测系统有4个不同监测功能的子系统组成。4个监测子系统从功能上加以区分，硬件结构使用统一的总线地址编码，系统的实际布置上分站可以混合排列，监测服务器通过通讯协议区分数据类型。井上检测服务器（计算机）可接入矿区局域网络，支持网络在线监测和信息共享。

图一煤矿顶板安全实时监测系统组成

系统硬件网络结构

如图三、四所示。井下部分采用两级485总线，通讯主站与测区通讯分站连接，最大可连接8个测区分站，每个通讯分站可连接压力分机、离层总线式传感器、锚杆总线式传感器、钻孔应力总线式传感器。每个通讯分站最大可连接64个监测站点（分机或传感器），可满足国内大型矿井多采区布置的矿压监测需要。不同类型的监测站点采用统一编码。每个站点的地址码是唯一的，通过通讯协议中的标志符区分参数类型。通讯主站内置RDS-100、PTS485、DE311数

据转换接口，分别支持电话线、单模光纤、以太网（TCP/IP协议）数据传输。

井下通讯主站可通过电话线路与井上的监测主机连接，监测主机连接监测服务器（工业PC），监测服务器接入矿井局域网（图二）。该系统的监测分析软件采用了SQL server数据库和B/S结构，支持WEB访问模式。

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图 五 工作面及巷道测点布置图

压力监测分

图四顶板离层报警系统总体结构图（以太环网通讯方式）

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（四）、矿井顶板动态监测系统硬件

每个矿井可建立多个测区工作面的巷道及工作面的顶板动态监测系统，根据井下采区布置图，在每个测区（工作面）设一台通讯分站（KJF70B），每个通讯分站各管理一个工作面和2条巷道的离层检测、锚杆应力和综采工作面工作阻力监测。根据实际需要可选择一个或多个监测子系统。井下设一通讯主站，通讯主站与通讯分站之间使用2芯通讯电缆连接，连接方式采用总线式，分站可按站点无次序接入，通讯主站通过电话线将数据传送到井上接收主机（图三）。

对于已经建立井下以太网的矿井，可省略通讯主站和井上的接收主机，通讯分站配接以太网转换器（NPORT接口）直接接入井下的网络交换机。井上的监测服务器只要接入交换机即能实现网络监测（图四）。

五、实验注意项

1）实验完成后，应将仪器收好；

2）尝试使用时不得损坏仪器。

六、思考题

1）KJ216煤矿顶板压力监测系统由哪些设备组成？

2）什么是顶板压力？

七、实验报告

阐述现场矿压观测的主要内容及现场所使用主要矿压观测仪器、仪表的使用方法。