KJ765矿用顶板压力监测系统在关岭山煤矿的应用
煤矿顶板管理中矿压监测的作用及应用
煤矿顶板管理中矿压监测的作用及应用摘要：近年来，随着社会经济水平的提升，采煤行业得到了进一步发展，不仅新技术、新工艺层出不穷，顶板管理制度在不断的完善，矿压监测技术也在不断提升，大大提高了采煤经济效果，有效避免了顶板垮落等危险的发生，为煤矿安全生产提供了保障，减少了地下资源损失。
关键词：煤矿顶板管理；矿压监测；作用及应用引言近年来，我国矿山行业发展迅猛，但煤矿的开采仍旧不乏重大安全事故的发生，给国家和人民的生命财产安全带来了严重的损害，由矿压引起的事故发生率尤为突出，落后的矿压监测手段及数据上传的滞后性都给煤矿带来了巨大的隐患;同时，煤炭资源的高效利用也备受关注，目前中国煤矿的整体平均回采率仅为发达国家的一半，传统留设的厚煤柱造成了资源的极大浪费，也不符合可持续发展的利益需求。
采用先进的矿压系统不仅可以有效避免矿压灾害的发生，同时对于煤柱宽度的合理留设也具有指导意义。
1矿压监测系统概述矿压监测系统主要用于对综采工作面的顶板矿压情况进行揭示，为爆破泄压、顶板管理、生产调整提供数据支撑。
系统主要由数字压力计、数据采集器和计算机所构成。
在应用过程中，将在工作面顶板进行布线、布点工作，再将传感器安装于单体支柱上对压力进行记录。
定期记录的矿压数据在系统中生成“矿压监测记录表”，该表将包含工作阻力、顶板下沉量、初始支撑力等内容。
1.1我国煤矿井下矿压综合监测系统的发展国外煤矿监测系统目前已发展到第四代分布式监控技术。
但随着煤炭科研院所的研究工作的深入，重庆煤科院的和煤科院常州自动化研究所先后开发出了KJ90系统和KJ95系统。
虽然国产矿压监测系统仍有通用性不足、智能化较低等问题，但也可以对巷道压力、作业环境、瓦斯浓度等方面进行全方位的监测。
1.2煤矿顶板管理中矿压监测的作用矿压监测是煤矿顶板管理中重要的组成部分之一，可以为后期顶板支护提供重要依据，此外根据以往煤矿生产过程中矿压监测的研究，发现该系统的作用主要集中在以下三方面：（1）调整采高、控制采长。
矿压监测在顶板安全管理中的应用
在 高档普采 技术 中顶板 管理 是一个工 作难 点 ，多数采 用 Ｄ ２ ５型单体液压支柱配合 Ⅱ型梁进行 支护 ，这种 支 Ｚ一 ．
护 形式 自动化 程度较 低 ，移梁 、升柱 均 由人工操 作 ，不 能
及时了解掌握 支护效 果 ，靠观察 来判 断顶 板压力 及活 动情 况 很不 准确 ，因而容 易发生 顶板 整体 大幅度 下沉 ，局部 冒 落等事故 ，严重影 响采煤工 作 的正常 进行 ，威胁 着现 场作 业人员的人身安全。近年来 ，随着计算机技 术的普及应用 ， 在采煤业 的高档普采 中 已开 始使用计 算 机软件来 进行 矿压 监测数据 分析 。而 因不 同地质 条件 及不 同煤层 赋存 条 件 ， 使用相 同的应用软件 提供 的信息 还需结 合大量 的人工 分析 才 能得 以正确应用 。本 文以 山西 焦煤集 团西 山煤 田 ２ 煤层 ’ 白家庄矿二号 井六盘 区 ２６ １高档普 采工 作面 矿压监 测技 ２０ 术应用为例 ，探讨如何正确分析计 算机提供 的数据 、图形 ， 如何快 速准确反 馈顶板 信息 ，采 取怎 样 的具 体措施 来加 强 顶 板管理 ，以保证煤 矿的安全生产 。
维普资讯
煤
炭
工
程
２０ ０ ６年第 １ ２期
矿 压 监 测 在 顶板 安全 管理 中 的应 用
原 国政
（ 西山煤 电集 团 自家庄矿业公 司 ，山西 太原 ００２） ３０２
摘 要：论述 了顶板 管理是高档普采工艺中的重点也是难点。应用矿压监测技术 ，科学地监 测 、分 析顶板 压 力及 活动规律 ，能为顶板 管理 工作提供 准确 的信 息和决策依 据 ，以便提 前采取相 应 措施进行支护，有效防止顶板 冒落、垮落，保证采煤工作面各工序正常作业及作业人员的安全。
煤矿矿压监测对顶板管理的作用
煤矿矿压监测对顶板管理的作用发布时间：2022-08-30T03:41:46.564Z 来源：《科学与技术》2022年第30卷第8期作者：赵显江李红伟史好好[导读] 地下岩石压力监测是近年来地矿井重要组成部分，这种控制方法已较为成熟，并在社会各个层面得到广泛应用赵显江李红伟史好好枣庄矿业（集团）济宁岱庄煤业有限公司，山东济宁 277606摘要：地下岩石压力监测是近年来地矿井重要组成部分，这种控制方法已较为成熟，并在社会各个层面得到广泛应用。
由于其积极作用，监测模型可以在短时间内获得更可靠、更全面的信息，为矿山的和谐发展创造有利条件。
对于采矿工人来说，技术的应用创造了一个更安全的工作环境，避免了不必要的损失。
煤矿顶板管理层的矿压监测安全、科学，为煤矿的和谐发展创造了有利条件。
本文研究了矿压监测在煤矿顶板管理中的作用和技术应用，以减少煤矿安全事故的发生，为相关企业提供信息。
关键词：煤矿顶板；管理；矿压监测前言目前，煤矿顶板事故的主要原因是控制不当、液压支架初撑力不足、压力监测不足等，特别是在矿压监测方面，多数矿山顶板安全条件较差，进行有效的矿山压力监测分析不足，认为高强度支护设备可以有效防止顶板事故的发生。
一些矿山已按要求安装了矿压监测系统，但未进行系统性矿压监测数据分析。
1矿压在线监测系统的主要特点矿压在线监测系统是煤矿顶板管理的重要工具之一。
它不仅可以监测多子系统，还可以监测矿压参数。
此外，在线监测系统还可以跟踪不同地区的矿压监测，以及顶板离层、围岩应力、锚杆支护应力。
同时，它在系统数据传输过程中具有良好的监控效果，传输模式的特点多种多样，不仅可以提高传输效率，还可以保证数据传输的完整性，如以太网总线和knw works总线传输模式，并采用数据传输系统传感器的智能控制。
2矿压监测对顶板管理的作用2.1与回采工作面巷道相比，位移及顶板是动态控制的过去，煤矿顶板安全事故频发。
巷道围岩变形监测对顶帮位移变化提供了直观数据，为矿压监测人员进行有效的分析提供了基础支持，引进新技术、新设备，提高控制质量，确保后续工作顺利实施，应引起矿山监测人员的重视。
顶板动态监测系统在煤矿生产管理中的应用
（ 西 山煤 电 （ 集 团） 公 司 总调 度 室 ，山西 太原 ０ ３ ０ ０ ５ ３）
摘
要
顶 板 管理是 煤矿 开采 的基 础 工作 ， 为避 免 顶板 事 故 的发 生 ， 提 高顶板 管 理 能 力 ， 实现 对
煤 矿 主要巷 道 、 回采 工作 面 、 超 前 支承压 力 区域等 的顶板 进 行 系统 自动化监 测 。根据 Ｋ Ｊ ２ １ ６顶板 动 态
员， 增强 了对 井下 顶 板 变化 情 况 掌 握 的及 时 性 ， 也 为 顶板 管 理决 策提 供 科 学 透 明 的参 考 。杜 儿 坪 矿 经 过
顶板 失稳 的征兆 ， 避 免 顶板 事 故 的发 生 ， 识 别 巷 道 稳 定性 ， 评 价所 处 的安全 等 级进行 。
ｂ ）通过 锚杆 载荷 应力 传感 器 （ Ｋ Ｂ Ｙ ６ ０ ） 对巷 道顶
见图 ２ 。
１ ）软 件 系统 功能 。 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
２ ）回采 工作 面监 测 。 实 时监测 端 头支架 的工作 阻力 变化 规律 ， 提 供最
优 的端 头支 护方 式及参 数 ， 分 区监测 工作 面 内支架 的
根 据矿 井顶 板 的安 全 现 状 及 现有 的矿 山安 全 监
测技 术 并通 过矿 井顶板 测 力计监 测技 术 ， 变换 和设计
中图分 类号 ： Ｔ Ｄ ３ ２ ５ ＋． ４ 文献标 识码 ：Ｂ 文 章编 号 ： １ ６ ７ ２— ０ ６ ５ ２ （ ２ ０ １ ４ ） 增刊 一 ０ １ ７ ６— ０ ２
矿山压力自动检测技术的设计研究与应用
２ 系统组 成 与功 能
１ ）系统 组 成 ： ① 矿 用本 安 中继器 ； ② 支 架压 力记 录仪 ： ③ 矿 用 本安 电源 ； ④ 检测 电缆 ； ⑤ 监测 主机 ： ⑥ 系统 软件 。 ２ ）系 统 功 能 ： Ｋ Ｊ ２ １ 矿 压 监测 系统 主 要 用 于 实 时 、在 线 监 测 液 压 支架 工作 阻力 ， 还 可 以进 一步 揭示 矿压 显现 规 律 ， 预测 、 预 报 顶板 事故 和项板 灾 害及 冲击 地压 。 ３ ）技 术特 征 ： 分 辨 率 可达 ０ ． １ ｍｍ 最 大 量 程 达 ４ ０ ０ ｍ ｍ 通 讯距离 ＜ １ ０ ｋ ｒ ｎ； 循 测精 度 ５ ％： 传 感 器量 程 ０ Ｍｐ ａ． ５ ５ Ｍｐ ａ ， 循 测周期 ＜ ５ Ｓ； 通 讯方 式为 串行 异 步 。 ４ ）系 统 特 点 ： 该 仪器 采 用先 进 的钢 弦 式传 感 器 ， 钢弦传 感 器 与 其 它 类型 的传 感器 （ 如应变片 ， 压 阻式 等 ）相 比具 有坚 固 耐 用 、可 靠 稳 定 、特 别 适合 于 煤矿 井 下潮 湿 、有 爆炸 性 气体 等 恶 劣环 境 下使 用 。 本 系统 采 用 开 放 的 Ｔ Ｃ Ｐ ／ Ｉ Ｐ协 议 ， 支持 Ｃ Ａ Ｎ ／ Ｒ Ｓ ４ ８ ５总线 等 多种 信 号接 入 ， 可扩 展性 强 ， 可方 便接入 矿 井 各种子 系统 ； 本 系 统 集 矿压 监 测 、人 员 定位 与 管理 、环 境 参数 监 测等 优
支 护 。为 了能 够很 好 的监 测 工作 面 压 力 、及 受采 动 影 响两 巷 的
压力 。 该面 成功 引用 济南 科泰 一种 新型 的压 力 监测 系统 Ｋ Ｊ ２ １ 系
４ 系统安 装
６ ２ １ １ ０工 作 面倾 向长 度 １ ３ ８ ｍ， 安装支架 ９ ３架 ， 每隔 １ ６ ｍ 安 装一 个 压 力支 架 记录 仪 监测 分 站 ， 每 个支 架 上采 用 矿 用本 安
煤矿顶板管理中矿压监测的作用及应用
煤矿顶板管理中矿压监测的作用及应用摘要：在煤矿的开采过程中，矿压监测对于井下矿石压力状态检测以及煤矿安全管理有着非常重要的作用，利用矿压监测来对井下矿石压力进行实时监测，不仅能够提升煤矿开采的效率，也能根据监测数据来尽可能的避免安全事故的发生，进而减少人员伤亡。
本篇文章对矿压监测在煤矿顶板管理中的应用做出简要分析。
关键词：煤矿顶板管理；矿压监测；应用在煤矿开采行业中，瓦斯和矿石压力是造成安全事故的主要原因，据资料统计，本世纪发生的煤矿井下安全事故中，瓦斯事故占43%，顶板事故占33%，由此可见煤矿井下的矿压监测活动对于煤矿安全管理有着重要的作用。
随着社会科学经济水平和科学水平的持续提升，矿压监测的技术水平也在不断拔高，煤矿开采的效率及安全性都得到了极大的提升，使得煤矿开采的伤亡事故以及设备安全事故等都大幅度减少。
一矿压监测系统在煤矿的顶板管理中，矿压监测系统是其中的重要一环，该系统的强适用性使得该系统能够被应用在多种环境中的矿压监测，同时还能用于矿压参数的监测，对于顶板离层和围岩应力等都具有良好的监测效果。
在进行监测数据传输时，该系统采用的是能够进行长时间工作的智能监测传感器，多样化的数据传输，在保证传输数据的完整性的同时提高了数据传输的效率，实施对矿压的实时监测。
二煤矿顶板管理中的矿压监测2.1 液压支架初撑力以及工作阻力监测液压支架的初撑力对于回采工作面的顶板的质量及安全性有着很大的影响，如果对顶板受压力预估失误导致液压支架的初撑力小于实际需要的力，那么长时间处在这种环境中的顶板极易出现压架现象，给煤矿井下安全管理带来不小的隐患。
液压支架初撑力的要求应不低于额定工作阻力的80%，当初撑力普遍小于此数值时，则认为是泵站压力过低，需要对其进行检修进而增加泵站压力。
在实际工作当中可能出现极个别的液压支架初撑力出现大幅度下降，这就说明在该处区域存在漏顶的现象或遇到了松软的岩层，需要对其进行防护上的加强，同时还可能遇到初撑力持续下降的情况，那么这种情况很可能是遇到了断层，需要架设相应的防护措施，从而保证煤矿开采的安全性。
矿压监测系统在煤矿安全管理中的应用
矿压监测系统在煤矿安全管理中的应用发表时间：2018-05-17T14:10:15.140Z 来源：《防护工程》2018年第1期作者：崔笑理[导读] 煤矿企业采用安全信息监测系统对于提升企业的安全管理水平具有十分重要的作用，这一点已经从我国矿难事故发生率下降就能够看到。
兰花集团东峰煤矿山西晋城 048000摘要：顶板灾害是我国煤矿生产中常见事故之一。
矿压监测能够第一时间掌握井下实际情况，便于及时分析矿压显现规律；长期进行矿压观测还可较准确地预测预报顶板灾害，便于发生事故时及时采取有效措施。
因此，本文针对矿压监测系统的结构和功能进行了研究关键词：矿压；监测系统；煤矿安全；1建立矿压监测系统的必要性据统计，全国煤矿顶板事故发生量仅次于瓦斯灾害，居第二位。
顶板事故不仅有其自身的危害，还可能诱发其他事故的发生，如煤与瓦斯突出、冲击地压等。
预测预防顶板灾害已成为我国煤矿生产中必不可少的环节之一。
矿压监测能够第一时间掌握井下实际情况，便于及时分析矿压显现规律；长期进行矿压观测还可较准确地预测预报顶板灾害，便于发生事故时及时采取有效措施。
为此，国家相关法律法规也对煤矿顶板管理及矿压监测作了具体规定：1)2011年颁布的《煤矿安全规程》第67条明确规定：必须根据矿井各个生产环节、煤层地质条件、煤层厚度、煤层倾角、瓦斯涌出量、自然发火倾向和矿山压力等因素；2)编制设计（包括设备选型、选点）：新版《煤矿安全质量标准化标准及考核评级办法》明确要求支架立柱、平衡千斤顶、所有采掘巷道必须开展矿压监测工作，对矿压数据进行详细分析和处理。
矿压监测系统提供实时的矿压数据，煤矿管理人员就可以开展矿压数据分析，研究顶板来压步距与强度、动载系数，评价支架与地质条件的合理性、巷道支护参数及支护效果的合理性、煤柱宽度的合理性等，最大限度地应用矿压实测结果指导生产实际，减少顶板灾害对安全生产的困扰，提高煤矿顶板管理水平。
另外，从国家对煤炭生产单位的安全监控和安全管理方面来说，一个煤矿的矿压监测系统不仅要实现与井下环网、地面局域网的无缝对接，还要实现与英特网的高效连接，实现矿压监测系统的“三网融合”。
顶板压力监测方案
顶板压力监测方案1. 引言随着矿山深入开采和工程建设的不断推进，顶板压力监测变得越来越重要。
顶板压力的准确监测可以帮助我们预测矿山顶板的变形和破坏情况，有效减少矿山事故的发生。
本文将介绍一种基于传感技术的顶板压力监测方案，并详细说明其原理和实施方法。
2. 方案原理该方案主要通过安装在顶板下方的传感器实时监测顶板的压力情况，并将监测数据传输至监测系统进行处理和分析。
传感器可以是压力传感器、应变传感器或位移传感器等。
方案的基本原理是通过测量顶板压力的变化来判断矿山顶板的稳定性。
3. 方案实施3.1 传感器安装传感器的安装位置应选择在顶板下方，一般选择在顶板离地面一定距离的地方。
安装传感器时要注意选择合适的设置点，通常需要根据矿山的具体情况来确定。
传感器可以直接固定在顶板上，也可以通过与顶板连接的支架来安装。
传感器与监测系统之间的连接可以采用有线或无线方式。
3.2 数据采集和传输传感器实时采集顶板压力数据，并将其发送至监测系统进行处理和分析。
数据采集可以通过有线方式实现，将传感器与监测系统直接连接。
也可以采用无线方式，传感器通过无线信号发送数据至监测系统。
无线方式的优点是安装方便且不受距离限制，但需要注意保障数据传输的稳定性和安全性。
3.3 数据处理和分析监测系统接收到传感器发送的数据后，需要进行数据处理和分析。
首先对数据进行预处理，包括噪声滤除、数据校验等。
然后利用数据分析算法，对数据进行进一步处理，比如计算顶板的压力变化趋势、预测可能的顶板破坏等。
最后，将处理结果以可视化的方式展示给用户，方便用户及时了解顶板的状况。
4. 应用场景顶板压力监测方案可以广泛应用于矿山和工程建设等领域。
具体应用场景包括：•矿井开采过程中的顶板压力监测和预测；•地铁、隧道等地下工程的顶板压力监测；•建筑施工过程中的顶板压力监测。
5. 优势与挑战5.1 优势•可实时监测顶板的压力变化，提前发现潜在的安全隐患；•数据处理和分析算法的应用，提高了监测精度和准确性；•可以根据实际情况调整传感器的位置和数量，提高监测效果。
科技成果——煤矿顶板动态监测系统
科技成果——煤矿顶板动态监测系统技术开发单位中煤科工集团重庆研究院有限公司适用范围本系统用于实时监测煤矿、金属非金属矿山和隧道顶底板离层、应力变化、表面位移以及矿山工作面液压支架工作阻力等参数，实现了对复杂环境条件下顶板状态的自动监测和分析，方便管理人员及时掌握顶板运动规律，预防顶板事故发生。
系统组网灵活、稳定可靠、抗干扰性强，能准确分析监测范围内的顶板运动规律，对疑似事故有效预警，减少事故发生，为安全采掘提供数据支撑，保障安全作业，取得了良好的经济社会效益，具有广阔的市场前景。
成果简介实时采集传感器检测的数据，通过解析支架动作与监测数据的对应关系，建立工作循环精确识别模型，计算循环工作阻力；分析周期来压在工作面倾向表现出的时间不同步性和重叠性，确定区域周期来压多支架辅助分析准则；在单支架顶板运动规律分析方法的基础上，融合多支架分析准则，进行顶板运动规律分析；通过巷道顶板离层、锚杆（索）受力、围岩应力和表面位移等数据的综合分析，对巷道安全状态及支护合理性进行监测分析。
关键技术关键技术一：在数据特征分析和具体支架动作对比实验的量化分析结果基础上，加入各承载阶段增阻速率、时间等指标，实现数据深度挖掘与处理基础上的工作循环精确识别。
关键技术二：综合工作面推采期间循环特征参数变化特点及地质构造、顶底板结构和工作面长度等因素，分析周期来压在工作面不同区域倾向表现出的时间不同步性和重叠性，确定区域周期来压多支架辅助分析准则，准确计算周期来压。
关键技术三：设备抗干扰设计方法。
通过采用增加储能模块、浪涌抑制、吸能保护、静电释放、电磁屏蔽结构等措施，系统主要设备达到了AQ6201-2006标准中关于抗干扰的相关要求。
主要技术指标（1）系统可采用RS485总线或者无线方式进行数据传输，传感器电池可正常使用1年以上；压力传感器数据采集精度达1%，采集周期30s-5min可调；系统支持最多4000个终端设备接入，软件以报表、曲线、图谱等多种方式直观展现顶板动态变化过程。
顶板矿压在线监测系统在煤矿井下的应用
顶板矿压在线监测系统在煤矿井下的应用摘要：煤矿井下地质条件复杂，尤其是顶板结构，不同采区的顶板地质差异很大，需要制定专项顶板管理措施，确保工作面施工人员的生命安全。
近些年由于顶板安全事故的案例让我们对于顶板安全管理越发重视，为了彻底解决顶板安全事故，有效做好顶板管理，我们积极引入矿压监测系统。
矿压监测是监测预防顶板支护效果和预防岩石离层、冒顶事故发生的重要手段，对于监在线管顶板安全有着十分重要的意义。
本文对某矿在顶板矿压在线监测系统的应用情况进行介绍。
关键词：煤矿井下；顶板；矿压在线监测技术前言煤矿顶板事故的主要原因是控制不当、液压支架初撑力不足、压力监测不足等，特别是在矿压监测方面，多数矿山顶板安全条件较差，进行有效的矿山压力监测分析不足，认为高强度支护设备可以有效防止顶板事故的发生。
矿压在线监测系统是煤矿顶板管理的重要工具之一。
它不仅可以监测多子系统，还可以监测矿压参数。
此外，在线监测系统还可以跟踪不同地区的矿压监测，以及顶板离层、围岩应力、锚杆支护应力。
同时，它在系统数据传输过程中具有良好的监控效果，传输模式的特点多种多样，不仅可以提高传输效率，还可以保证数据传输的完整性一、顶板矿压在线监测系统的介绍顶板矿压在线监测系统可分为日常测站和总和测站。
日常测站设置及传感器配置标准：每50m设置一个日常测站，监测巷道顶板离层，配置一个围岩移动传感器（2点式）；综合测站设置及传感器配置标准：每个综合监测站均需配置两个围岩移动传感器（2点式），4个锚杆（索）应力传感器（两帮锚杆各1个、顶板锚索1个、顶板锚杆1个）。
二、顶板矿压在线监测系统的功能（一）回采工作面液压支架初始支护力及工作阻力监测液压支架的初始支承对拉深面直接顶的稳定性和破坏程度，以及初始压力和周期压力有很大的影响。
一旦初始支护长时间低于要求值，容易出现压力或顶板现象，带来安全隐患。
液压支架的初始支承力一般要求不小于额定工作阻力的80%。
如果初始支承力一般小于目标值，则需要对液压泵站进行大修，增加泵站压力；如果单个支架的初始支护力显著减小，说明存在渗漏或软顶岩层形成的现象，需要加强支护；如果脚手架初期支护突然出现连续不断减少的一般情况，可能会遇到故障，则有必要制定相应的支护措施，以确保安全生产。