尤洛卡在线监测技术方案

炭窑坪矿

煤矿顶板动态监测系统技术方案

2012年4月13日

技术方案目录

一、监测内容

二、监测系统实现的功能

三、产品技术特点

四、系统结构及组成说明（含电气结构图）

五、系统监测方法及工作原理

六、系统现场布置及安装说明

一、项目监测要求（内容）

1、50201工作面巷道顶板离层在线监测

50201工作面两顺槽巷道（各760米）每50m布置一组测点,在巷道顶板上安装，两顺槽巷道共布置32个离层测点。

2、50201工作面巷道锚杆应力在线监测

50201工作面两顺槽巷道（各760米）每个巷道断面监测一个锚杆测点或锚索测点，每隔50m监测一个巷道断面，两顺槽巷道共布置32个锚杆/索应力监测测点。

3、10201工作面巷道顶板离层在线监测

10201工作面两顺槽巷道（各800米）每50m布置一组测点,在巷道顶板上安装，两顺槽巷道共布置32个离层测点.

4、10201工作面巷道锚杆应力在线监测

10201工作面两顺槽巷道（各800米）每个巷道断面监测一个锚杆测点或锚索测点，每隔50m监测一个巷道断面，两顺槽巷道共布置32个锚杆/索应力监测测点。

二、系统实现功能

1．井上计算机动态模拟显示监测参数、报警

监测服务器和客户端可实时显示监测点的数据和直方图，当监测数据超限时能自动声音报警并记录报警事件。

2．井下现场显示数据和报警

井下的压力监测分站、离层传感器可实时监测数据，能根据设定报警参数报警指示，通讯分站可实时显示每个测点的数据并有报警状态指示。

3．监测数据自动记录存储

井上监测服务器能根据设置记录周期将数据存储到数据库，数据采用动态存储技术，数据库采用SQL海量数据库。

4. 分站及接收系统后备存储功能，当通讯线路或计算机出现故障时自动启动后备存储.

5．连续监测曲线显示、分析

软件支持服务器端和客户端的历史曲线和测线加权数据分析。

6．监测数据综合专业化分析；

监测分析软件综合了矿压理论数学模型，支持综合专业化数据分析。

●巷道顶板及围岩运动分析

●巷道支护应力变化分析

●监测段顶板冒落综合预警

●多元参数关联分析及预警

7．历史数据查询及报表输出

历史数据时间区间查询，历史曲线查询和输出，统计分析，输出标准综合分析报表，报表可以以excel形式打印。

8．局、矿顶板动态监测网络功能

软件采用C/S +B/S结构，支持局域网、广域网客户端监测模式和Web用户浏览器模式数据共享。

9．GPRS群发短信报警（可选）

监测报警数据（事件）可通过GPRS公用无线数据网络群发到用户手机中（该项

目用户可选择）。

三、顶板动态监测系统得主要技术特点

顶板动态监测系统是第一套专业用于全矿井矿压综合在线实时监测系统，该系统集成了专业化矿压监测理论和方法，实现了矿压监测的数字化和网络化。搞系统与将矿压传感器接入煤矿安全监控系统形成的顶板监测系统有本质的区别。

5）

1．该系统支持多个子系统和多元矿压参数监测，系统支持最多达16个独立采区（测区）的矿压监测，每个测区检测内容包括：综采工作阻力、顶板离层、煤岩支撑应力、锚杆支护应力、充填体承载应力多元参数监测。系统容量达1000个测点。

2．系统根据采场地质条件采用了两级总线设计，总线之间完全隔离，提高了系统环境适应性，与其他的煤矿安全监控系统有本质的区别。

3.传感器采用总线技术，监测分站最大可连接128个传感器，相比集散式（分站+模拟信号传感器）结构可靠性更高，成本更低。

4.系统数据传输支持多种传输模式：1）以太环网总线传输模式；2）RDS 电话线模式；3）单模光纤传输模式。

通讯技术采用了基带式隔离传送方式和平衡式浮地通讯技术，可在电话通讯高噪声环境中，同缆稳定传输20km，不需要专门敷设电缆，可构成最经济的监测系统。

6.智能一体化监测分站和传感器，有微处理器控制，内置总线接口，具有现实的独立报警设置功能，监测分站带后备存储功能，可使用U盘读取存储数据。

7、监测分析软件采用矿压专家提出的数据分析处理思想，分析功能更具专业化，分析结果更具科学性，指导安全生产的效果更好。

四、监测系统结构及组成

（一）井上监测信息与报警网络

井下监测网络

井上监测信息与报警网络包括：1）数据接口（中心站）；2）监测服务器；3）矿井办公局域网和客户端（已建立）；3）GPRS 数据收发单元和图文短信手机用户群。如图1 系统通讯接口可自动接收通讯线路传送的数据，通讯接口内置RDS 收发器、NPORT 以太网接口(联网服务器NPORT5150)、MWF 光线收发器接口 ，接收单元自动侦测上位计算机的运行状态，当上位计算机退出工作时能自动备份数据，监测服务器恢复后自动上传存储数据，从而实现故障后备监测功能。

本矿井已经建立光纤通讯，系统配置光端机分站接入环网。

井上

Web 服务器

PC 客户端

井上

井下 监测服务器 GPRS 收发器

矿区广域网

办公局域网络

GPRS

公用

CRSSIP 服务信息

OPC 接口

NPORT

现有硬件

（二）矿压监测系统与矿井综合自动化系统联网方案补充说明

综合自动化网络建设的基本构架采用了内外和外网结构，内网为矿井工业千兆以太环网。如图2所示。顶板监测系统主站内置RS485接口，可与带串口（RS485）组件的交换机直接接入。监测系统关联设备-J1环网光端机分站带有网口（RJ45）和光口（SC.S30-100），可与标准的环网交换机直接连接，接入地点可选就近环网交换机接入（例如采区变电所）。

测系统接入矿井以太环网，监测服务器通过驱动软件虚拟的串口（COMX）读取井下监测主站传送的数据。

监测服务器须接入环网段，监测服务器配置了双网口。监测服务器通过微软公司提供OPC server接口或通过FTP传送方式连接到局域网（外网）服务器。当使用OPCserver时，局域网的客户端和Web服务器可安装C/S和B/S版监测软件通过操作系统底层链接（OPC）获取矿井环网（内网）的监测数据；当使用FTP网络传送方式时，外网服务器端设定固定IP路径缓存文件（.TXT），监测软件（CMPSES）通过读取缓存文件获取监测数据。

目前系统已接入KJ95、KJ90等煤矿综合监控系统和信息集成应用已有20多个案例，取得了较好的应用效果。

图1 矿压在线监测系统井上部分组成

外网

1000/100M以太环网

监测服务器

OPC RJ45

局域网

Web服务器

FTP