03：光纤顶板动态监测系统
顶板动态监测系统
顶板动态监测系统KJ616"煤矿顶板动态监测系统"的主要特点是采用环行总线结构，可涵盖全矿井多类型矿压参数监测。
顶板动态监测系统以计算机网络为主体，兼容井下通讯电缆、光缆专线、以太网络多种数据传输模式。
监测参数包括：回采工作面支架作阻力检测、巷道顶板下沉量监测、锚杆载荷应力检测、岩层（煤层）内部应力（钻孔应力）检测四个方面。
深度剖析顶板动态监测系统的科学原理为何？具有可靠性和安全性高，免维护特性的智能化数字模型显示的传感器是新一代机械分离传感器更新，其具有光控制的数字显示，报警，体积小，操作方便等特点，成为目前矿山压力检测系统方面的一大技术指标与加工方案，在保持原有技术的基础上添加新元素，增加新感觉，为铸就最适合行业发展的技术设备奠定坚实空间。
这不仅是追求的技术巅峰，更是为满足消费者与科技发展需要所必须深究的课题，相信经过我们的深度剖析，您会对该技术发展领域有更深层次的了解。
其监测方法为：顶板离层仪的深、浅刻度读数等于移动量减初始值；当锚杆支护范围内顶板下沉时，顶板离层仪的深、浅两个基点的刻度都有变化，锚索支护范围内顶板下沉而锚杆支护范围内顶板不动时，顶板离层仪只有深基点刻度变化，若锚杆、锚索支护范围内的顶板同时下沉时，顶板离层仪深、浅基点上的刻度都有变化，而深基点刻度的变化量即是顶板下沉量的总和。
以上就是为大家带来的关于顶板动态监测系统的科学原理技术分析，前卫的技术思路，专注的行业发展，最严谨的技术方案，最有效的产品策略，质量坚实保障。
无线数据收发机让矿山压力监测神采飞扬无线数据收发机是矿山压力监测系统中常见的也是十分重要的数据解析技术，不仅承接来数据交换中转站的作用，而且在保障整体技术前进的同时也起着不可估量的作用，该设备装在井下工作面与巷道交叉口，可随时根据采动需要调整安装位置与基站进行双向通讯,它既可接收井上下达的命令数据，也可主动向地面中心站发送采集数据信号。
今天，我们就带大家了解一下该技术的各种详情，为大家带来满意技术咨询。
顶板离层在线监测系统简介
冒顶事故是煤矿生产中发生概率较高的事故类型。
顶板的离层失稳一般没有明显征兆，一旦发生冒顶，很难及时采取措施，将造成不可弥补的危害。
因此，顶板离层监测必不可少。
传统的人工监测或机械监测，需要有多年经验，并且对离层变化判断准确，对于大部分矿山来说比较难做到，而且现场使用效果较差，给安全生产带来极大的隐患。
济南福深科技设计研发的顶板离层在线监测系统能够对顶板离层、锚杆支护实现自动化监测，通过连续的直观数据信息尽早发现顶板失稳的前兆，避免事故发生。
系统组成
系统主要井上监控主机、系统监控软件、环网交换机、通信光缆、光纤顶板离层传感器、钻孔应力传感器、光纤锚杆应力传感器、矿用本安型光纤光栅解调仪、矿用隔爆兼本安型电源等组成。
监测内容
1、通过顶板离层传感器监测顶板离层位置、速度变化及两帮内显著变形区域，根据监测数据判断顶板的稳定性，指挥安全生产。
2、通过锚杆应力传感器对两帮锚杆固力沿锚杆长度变化规律进行监测，对
锚杆的工作状态进行评价，提高工作面支护的质量，改善作业环境。
系统功能
监控主机动态显示监测数据。
监测数据实时更新，自动存储，形成报表，以供数据查询。
系统软件对数据进行综合分析和安全评估，提供科学决策。
各终端联网实现数据共享。
报警功能，异常情况可及时进行预警。
综上，顶板离层在线监测系统精度高，抗干扰能力强，复用能力强，适应矿井下这种较为恶劣的环境，。
光纤监测系统主要技术指标和性能特征
光纤监测系统主要技术指标和性能特征光纤监测系统（Fiber Monitoring System）是一种用于监测和管理光纤传输网络的设备，它可以实时监测光纤的工作状态、性能指标和故障情况，为网络运维人员提供数据支持和决策依据，以保证网络的高效运行和稳定性。
光纤监测系统主要技术指标和性能特征包括以下几个方面：1.功能和性能指标：光纤监测系统的功能主要包括光功率监测、链路质量监测、故障定位和报警等。
其中，光功率监测是指对信号光功率进行实时监测和记录，以便分析和评估光纤传输链路的质量；链路质量监测是指对链路中的光衰减、位移、振动等因素进行监测和识别，以保证链路的正常工作；故障定位是指对链路故障进行定位和分析，以便快速排除故障和修复网络；报警功能是在异常情况下，及时向网络管理人员发出报警信息。
2.系统灵敏度和动态范围：光纤监测系统的灵敏度是指系统对光信号的最小检测能力，它决定了系统能够监测到的最小光功率。
而动态范围是指系统能够监测到的最大光功率，它决定了系统在高功率情况下的工作稳定性。
在实际应用中，系统的灵敏度和动态范围需要根据网络的具体需求和环境因素进行选择和调整。
3.采样频率和时间分辨率：4.高可靠性和稳定性：光纤监测系统需要具备高可靠性和稳定性，以保证长时间的稳定运行。
系统的硬件设计和组件选择需要考虑到抗干扰能力、温度适应性、电源稳定性等因素；同时，系统的软件设计和算法优化也对于系统的可靠性和稳定性起到关键作用。
5.用户界面和数据分析：6.扩展性和兼容性：总之，光纤监测系统的主要技术指标和性能特征涵盖了功能和性能指标、系统灵敏度和动态范围、采样频率和时间分辨率、高可靠性和稳定性、用户界面和数据分析、扩展性和兼容性等方面。
这些指标和特征的选择和优化将直接影响到光纤监测系统的性能和实用性，进而提高光纤传输网络的稳定性和可靠性。
采煤工作面顶板动态监测分析处理制度
采煤工作面顶板动态监测分析处理制度一、背景近年来，随着煤矿采掘深度的不断增大，采煤工作面上的瓦斯、煤尘等安全问题更加凸显。
其中，采煤工作面顶板事故频发，成为了煤矿生产安全的一大隐患。
因此，对于采煤工作面顶板的动态监测分析和处理制度的建立显得尤为紧要。
二、动态监测系统构成为了有效监测采煤工作面顶板的安全情况，必需搭建一个高效、稳定的动态监测系统。
该系统由顶板探头、顶板安全监测仪、数据采集仪、数据处理计算机和通信设备构成。
其中，顶板探头是整个监测系统的核心部件，它通过无线方式与顶板安全监测仪进行数据传输。
顶板探头的设计必需考虑到采煤工作面特别的环境要求，如防爆、耐高温等等。
顶板安全监测仪是动态监测系统的数据接收和存储装置，它通过和顶板探头配对完成监测任务，并将监测数据传输到数据采集仪上。
数据采集仪是整个监测系统的“下位机”，负责数据采集、传输和处理。
数据处理计算机是对采集的数据进行分析和处理的重要设备，它应具备高效率、稳定性、易操作等特征。
通信设备是保障监测系统数据能够传输到中心掌控室的紧要基础。
三、数据采集和传输数据的采集和传输是动态监测系统的核心。
采集的数据重要分为位移数据、压力数据、应变数据和温度数据。
其中，位移数据和压力数据是监测采煤工作面顶板安全状态的重要依据。
位移数据可以反映出顶板的变形和变化趋势，压力数据能够反映出岩层的压力变化情况。
应变数据和温度数据可以进一步供给更全面的岩层安全状态信息。
数据传输方式有两种，一种是基于有线通信技术的数据传输方式，另一种是基于无线通信技术的数据传输方式。
有线通信技术稳定牢靠，但是受到实际工作面条件的限制；无线通信技术快捷便捷，但是存在信号干扰、盲区等问题。
因此，在实际采煤工作中，可以依据实际工作面情况，选择合适的数据传输方式。
四、数据处理和分析动态监测系统采集到的数据必需经过处理和分析，方能有效地供给岩层安全状态信息。
数据处理和分析重要包括以下几个步骤：（1）数据清洗和筛选。
KJ216顶板动态监测系统使用说明书(离层部分)
KJ216顶板动态监测系统顶板离层（围岩移动）报警监测子系统1.系统概述顶板离层（围岩移动）报警监测子系统（以下简称顶板离层系统）主要用于煤矿巷道顶板及围岩深部松动和离层监测，也可以用于其它相似结构的涵洞、人防工程顶板垮落危险监测。
系统采用分布式总线技术和智能一体化传感器技术，每台下位本安型分站可连接64个智能传感器，多台本安型分站可组成多个采区的监测网络。
本安型分站与上位主站连接将监测数据传送到井上监测服务器。
顶板离层系统采用隔爆兼本安型电源供电，每台电源可同时供电20个围岩移动传感器（又称离层传感器）。
围岩移动传感器采用钻孔式安装，每个钻孔（传感器）设置2个基点，传感器具有现场显示、声光报警功能。
系统监测分析软件CMPSES ，采用C/S+ B/S 结构，支持局域网在线模式和信息共享，支持广域网和互联网的浏览器访问模式。
该软件与综采监测、锚杆支护应力监测、超前支撑应力监测集成于一个平台。
2.系统结构与组成图1 顶板离层报警监测系统组成图系统组成如图1所示。
每个最小功能子系统包括：本安型分站、隔爆兼本安型供电电源、围岩移动传感器、本安型接线盒组成。
每台本安型分站下位可连接64个监测传感器，当监测传感器的数量少于20个时可与本安型分站使用一台电源供电。
每增加20个传感器时，增加一台隔爆兼本安供电电源。
监测主站本安型分站多个测区的顶板离层系统可以通过本安型分站上位总线级连扩展多个本安型分站，组成多分站的顶板离层监测系统，结构如图2所示。
图2 多测区离层系统扩展图3.本安型分站本安型分站负责一个测区一个功能子系统数据采集和通讯，本安型分站的下位机为监测分站或一体化监测传感器，下位总线采用RS485总线，下位总线最大可负载64个传感器。
3.1 本安型分站结构JZ1——上位通讯插座 JZ2——电源插座 JZ3——下位通讯插座图3本安型分站结构示意图JZ1 JZ2 JZ3图 4 本安型分站连接插座信号定义监测主站1#本安型分站2#本安型分站3#本安型分站显示器 1— VCC 2— GND 3— SA 4—SB1—18V 2—0V 3—NC1—2—3—SA 4—SB 5—NC3.2本安型分站的连接见图4，本安型分站与上位主站采用有线连接，采用4芯通讯电缆，系统配套的电缆适配接头线与JHH-2通讯接线盒与上位通讯电缆连接起来。
煤矿顶板动态在线监测系统
煤矿顶板动态在线监测系统疏礼春（煤炭科学研究总院安全装备技术研究分院，北京100013）摘要：针对煤矿顶板灾害多发及人工监测不及时问题，设计了一种煤矿顶板动态在线监测系统；详细介绍了该监测系统的技术原理、组成结构、功能模块及应用效益。
实际应用表明，该系统实现了顶板压力、位移、应力监测数据之间的融合和可视化分析，可对煤矿顶板安全隐患进行快速、准确的预警、预报。
关键词：煤矿；顶板压力；在线监测中图分类号：TD76文献标志码：B文章编号：1003－496X（2012）10－0092－02Roof Dynamic On－line Monitoring System in Coal MineSHU Li－chun（Research Branch of Mine Safety Equipment Technology，China Coal Research Institute，Beijing100013，China）Abstract：For the problems that there are much more disasters in coal mine roof and the artificial monitoring roof are not in time，the paper designs a kind of roof dynamic on－line monitoring system in coal mine and introduces the technical principle and basic struc-ture，function module and the application efficiency of the monitoring system in detail．Practical application shows that the system real-ize the fusion and visualized analysis among roof pressure，displacement，stress monitoring data，which can provide rapid and accurate early warning and forecast for coal mine safety hidden trouble on roof．Key words：coal mine；roof pressure；on－line monitoring目前大部分煤矿对顶板压力、位移、应力的监测是通过人工方式对安装在综采支架上的压力传感器、巷道离层仪、应力计人工观测后计算得出，由于数据计算量较大，人工计算费时费力且及时性不够，常常造成对所观测到隐患不能及时做出预报。
光缆自动化监测系统
光缆自动化监测系统光缆自动化监测系统是一种用于实时监测和管理光缆网络的技术系统。
它通过使用传感器和监测设备，可以对光缆的状态、性能和安全进行全面的监测和分析。
本文将详细介绍光缆自动化监测系统的工作原理、功能特点、应用场景和优势。
一、工作原理光缆自动化监测系统通过安装在光缆上的传感器和监测设备，实时采集光缆的各项参数和状态信息。
这些传感器可以监测光缆的温度、湿度、拉力、弯曲、振动等物理量，并将采集到的数据传输到监测系统的中心控制台。
中心控制台通过数据分析和处理，可以实时监测光缆的运行状态、性能指标和安全风险，并提供相应的报警和预警信息。
二、功能特点1. 实时监测：光缆自动化监测系统能够实时监测光缆的各项参数和状态信息，包括温度、湿度、拉力、弯曲、振动等。
用户可以随时了解光缆的运行情况，及时发现并处理潜在问题。
2. 报警预警：系统可以根据设定的阈值，对光缆的异常状态进行实时报警和预警。
用户可以通过手机、电子邮件等方式接收到相关的警报信息，以便及时采取措施。
3. 数据分析：系统可以对采集到的数据进行分析和处理，生成相应的报表和图表，匡助用户了解光缆的运行趋势和性能指标，为网络规划和优化提供参考依据。
4. 远程管理：用户可以通过网络远程管理光缆自动化监测系统，包括参数设置、数据查询、报警处理等。
这样可以方便用户在不同地点对光缆进行监测和管理。
三、应用场景光缆自动化监测系统适合于各种光缆网络的监测和管理，特殊是在以下场景中具有广泛的应用价值：1. 通信运营商：光缆是通信运营商的重要基础设施，对光缆网络进行实时监测和管理，可以提高网络的可靠性和稳定性，减少故障和停机时间，提高用户满意度。
2. 数据中心：数据中心的光缆网络通常规模较大，对网络的可靠性和安全性要求较高。
光缆自动化监测系统可以匡助数据中心及时发现和解决光缆故障，保障数据中心的正常运行。
3. 城市基础设施：光缆网络是城市基础设施的重要组成部份，包括交通、供电、水务等方面。
综采工作面顶板动态监测
综采工作面顶板动态监测综采工作面顶板动态监测(一)、顶板动态监测主要内容、指标、测站布置、方法及设备型号1、综采工作面：(1)、综采工作面日常顶板动态监测主要内容和基本要求：使其能够有效控制围岩，减少冒顶事故，提高综采功效，保证安全生产。
(2)、综采面矿压观测测站布置：每隔10台支架安设1台矿压观测站，每日在线收集数据。
(3)、矿压观测设备型号KJF145煤矿顶板动态监测系统(4)、日常矿压观测方法：①支架阻力观测：直接读取压力表读数。
②顶板动态观测：在各测站处对顶板状态做统计观测，对分站架与架之间的初撑力做好记录。
③两巷超前支护质量监测：定人、定点、定时测量单体液压支柱的初撑力。
(5)、特殊时期的顶板动态监测：主要包括初采、末采撤面、工作面顶板初次垮落和初次来压，该阶段对每台支架均要进行动态监测，其初撑力必须符合规定。
(二)综采两巷顶板动态观测1、顶板离层仪观测(1)顶板离层仪由掘进施工时进行安装，确保离层指示仪能准确监测顶板变化情况，提供顶板离层的情况。
(2)顶板离层仪由专人负责进行监测、维护，并建立巷道监测与维护档案。
(3)在工作面交接时，需将监测资料及维护档案一并交接。
(4)顶板离层仪进入工作面超前支护区域后，由施工区队负责进行回收。
(5)施工单位不得随意损坏顶板离层仪，但凡损坏顶板离层仪的按原值进行处罚。
(6)对掘进期间安装的顶板离层仪，在回采压力波及区域(100m)每天观测一次，其他区域每周观测一次，在现场管理牌板填写观测数据，每周将测量数据记录保存1次，形成记录档案。
(7)监测人员必须掌握顶板离层量、随工作面推进的变化规律，按规定观测仪器仪表测量读数，并对观测数据进行详细记录，对记录不全或不及时的责任人罚款50元。
(8)如发现顶板离层仪读数范围内累计下沉100mm、日下沉量超过40mm/日;区队现场跟班人员应及时采取应急措施，进行临时支护保证现场施工安全，然后报矿压工作组，进行分析并制定有关措施上报分管领导，进行处理。
KJ1268矿用光纤顶板动态监测系统简介
KJ1268矿用光纤顶板动态监测系统简介摘要：本系统是基于光纤传感器技术研究的煤矿顶板动力灾害综合监测系统；与传统的人工检测方法、总线式检测方法相比，光纤传感器在易燃易爆、高温、高压、潮湿、强电磁场、强腐蚀性等极端恶劣条件下应用有许多独特的优点。
它使用光导纤维作为传感器件或信号传输媒介，具有抗电磁干扰、重量轻、体积小、绝缘、耐高温、耐腐蚀等众多优异的性能，能够对温度、位移、应变、压力等各种参数进行精确测量，能够适应极端恶劣的环境。
同时，由于光纤传输损耗低、频带宽，光纤传感器在组网和传输距离方面比传统的传感器更具优势，特别是在一根光纤上可以串联多个相同或不同类型的传感器，实现准分布式多点监测。
正是由于光纤传感器具有上述许多独特优势，可以解决许多传统传感器无法解决的测量问题。
关键词：KJ1268矿用；动态监测；系统1技术综合比较国内方面我国煤矿科技工作者对煤矿重大灾害的监测和控制进行了大量研究工作，在基于矿压、顶板和微震监测的深部开采灾害控制等方面积累了大量宝贵的经验。
但是伴随着煤矿深部开采、整合重组及集约化、机械化程度逐步提升的发展趋势，传统煤矿安全监控及灾害监测预警技术已越来越不能满足煤矿智能化发展的需要，而如何真正实现煤矿多参数的实时快速监测是目前煤炭行业面临的巨大困难。
传统煤矿安全监控及顶板灾害检测预警技术的局限性：传感器可靠性差、维护工作量大，监测、传输易受电磁场干扰；煤矿所使用的各种顶板灾害监测子系统基于不同的技术平台、缺乏相互关联，监测存在盲区，信息实时融合难度大，灾害隐患监测预警所需要的实时信息不足，导致对重大灾害的预警能力差；目前国内装备的顶板安全监控系统大约有30多种，存在着通用性差、兼容性差、智能程度低等问题。
接入180支离层传感器2系统特点“全光纤顶板安全动态数字化在线监测预警系统”是由我公司自主研发的新一代顶板动态监测系统。
该项目主要目的是针对矿井深部开采遇到的难题，结合矿井实际，分析研究矿井深部围岩破碎机理，通过理论分析、实践应用探讨，研制新一代矿井深部围岩破碎的光纤顶板综合监测预警系统。
光缆自动化监测系统
光缆自动化监测系统光缆自动化监测系统是一种通过使用先进的技术和设备来实现对光缆网络进行实时监测和管理的系统。
该系统可以帮助网络运营商和企业有效地监测光缆的运行状况，及时发现和解决潜在的故障和问题，提高网络的可靠性和稳定性。
光缆自动化监测系统的主要功能包括光缆状态监测、故障定位和预警、性能统计和分析、资源管理等。
下面将详细介绍每个功能的具体要求和实现方式。
1. 光缆状态监测：光缆状态监测是光缆自动化监测系统的核心功能之一。
通过对光缆的物理参数进行实时监测，可以及时发现光缆的断裂、弯曲、温度异常等问题。
监测的物理参数包括光功率、温度、振动等。
系统需要具备高精度的传感器和采集设备，能够实时采集和处理这些参数，并将监测结果以图形化界面的形式展示给用户。
2. 故障定位和预警：光缆自动化监测系统应具备故障定位和预警功能，能够快速准确地定位光缆故障的位置，并及时向用户发出预警信息。
系统需要通过分析监测数据，结合地理信息系统（GIS）数据，确定故障点的具体位置，并通过短信、邮件等方式向相关人员发送故障报警信息。
同时，系统还应提供故障处理的建议和指导，帮助用户快速解决故障。
3. 性能统计和分析：光缆自动化监测系统需要能够对光缆网络的性能进行统计和分析，包括光功率衰减、误码率、信噪比等指标。
系统需要能够实时采集和记录这些指标，并生成相应的统计报表和图表，帮助用户了解网络的运行状况和性能变化趋势。
同时，系统还应提供异常告警功能，当网络性能超出设定的阈值时，及时向用户发出警报。
4. 资源管理：光缆自动化监测系统需要能够对光缆资源进行管理，包括光缆的拓扑结构、光缆段的属性信息、光缆设备的配置信息等。
系统需要提供可视化的界面，方便用户对光缆资源进行查看和管理。
同时，系统还应支持光缆资源的自动发现和更新，确保资源信息的准确性和完整性。
总结：光缆自动化监测系统是一种能够实现对光缆网络进行实时监测和管理的系统。
通过光缆状态监测、故障定位和预警、性能统计和分析、资源管理等功能，可以帮助用户及时发现和解决光缆故障和问题，提高网络的可靠性和稳定性。
支护质量和顶板动态观测、分析、处理制度
支护质量和顶板动态观测、分析、处理制度1. 引言在地下岩石工程中，支护质量和顶板稳定性是保证工程安全和顺利进行的关键因素。
在常规开挖过程中，动态观测、分析和处理岩体变形和顶板下沉等问题，对于及时采取相应的支护措施非常重要。
本文将介绍支护质量和顶板动态观测、分析、处理制度的设计和实施。
2. 观测系统为了进行支护质量和顶板动态观测，需要建立一个完善的观测系统。
观测系统应包括以下几个方面：2.1 传感器选择和布置选择合适的传感器对支护质量和顶板动态进行监测非常重要。
一般来说，可采用的传感器包括测点应变计、变形计、位移计、压力计等。
在布置传感器时，要考虑到监测点的分布均匀性和代表性。
2.2 数据采集与传输系统为了获取准确的观测数据，需要建立一个数据采集与传输系统。
该系统应能够实时采集传感器数据，并将数据传输到数据分析和处理中心。
2.3 数据分析与处理中心数据分析与处理中心是整个观测系统的核心部分。
该中心应具备数据存储、分析和处理的能力。
通过对观测数据的分析和处理，可以及时评估支护质量和顶板稳定性，并做出相应的处理决策。
3. 观测原理和方法为了更好地理解支护质量和顶板稳定性的变化规律，需要了解观测原理和方法。
3.1 应变观测原理和方法应变观测是支护质量监测的重要手段之一。
通过应变计测量的数据，可以评估支护结构的力学性能和变形情况。
常用的应变观测方法包括导线应变计法、光纤传感器法等。
3.2 变形观测原理和方法变形观测是对岩体变形和顶板下沉等问题进行监测的重要手段。
常用的变形观测方法包括全站仪测量法、测距仪测量法、位移计测量法等。
3.3 静载试验原理和方法静载试验是评估支护质量和顶板稳定性的重要手段之一。
通过对支护结构的负载进行监测和试验，可以评估结构的力学性能。
常用的静载试验方法包括压力计测量法、加载试验法等。
4. 数据分析与处理流程在观测数据得到后，需要进行数据分析和处理，以评估支护质量和顶板稳定性，并做出相应的处理决策。
煤矿顶板在线监测系统
煤矿顶板在线监测系统
当进行煤层开采时，工作面周围的岩体平衡状态遭到破坏，随着工作面不断向前推进，煤层上方岩层不断变化，岩体应力也在不断变化，岩体重量只能由工作面的支柱来承担。
工作面回采后，顶板失去了支持后，将产生程度不一的下沉，有的是缓慢下沉，有的是局部冒顶，造成不同程度的顶板事故。
煤矿顶板在线监测系统的目的是实时监测顶板的运动情况及压力情况，并及时反映到计算机中，以便采取有效支护，有效控制顶板事故发生，确保工作面回采。
系统简介
为解决顶板问题，福深科技设计研发了煤矿顶板在线监测系统，该系统利用光纤传感技术能够对顶板及锚杆支护进行长期动态监测，能够准确掌握其变化规律，并对顶板状态进行分析、评估及预警，为生产提供决策依据。
系统组成
见煤矿顶板在线监测系统由哪几部分组成？
系统效果
1、提高工作面支护的质量，改善作业环境，必要时进行实时预警，减少顶板下沉、冒顶等现象，保障巷道安全。
2、发现顶板运动规律，通过顶板离层传感器实时监测顶板变化，能够很好掌握来压情况，根据监测数据来指导安全生产。
矿用顶板无源光纤智能远程监测系统应用研究
矿用顶板无源光纤智能远程监测系统应用研究
范军平;张靖;卢迪;仇晋忠;倪怀华;吴鹏亮;安哲
【期刊名称】《煤炭与化工》
【年(卷),期】2024(47)1
【摘要】矿山需高可靠性的安全监控及应急信息系统,本文依据光纤光栅测量原理,结合顶板离层、锚杆应力、围岩应力3种光纤光栅传感器,研究了一种基于光纤光栅测量原理的矿用顶板无源光纤智能远程监测系统,达到了传感器本身不带电、安全且能满足煤矿监测现场就地显示的标准要求。
在华阳新景矿3109辅助进风巷进行了试验应用,结果表明,顶板离层、锚杆应力、围岩应力均随距工作面距离减小而增大,符合矿压显现规律,最大围岩应力23.3 MPa,最大锚杆受力81 k N,最大顶板离层40 mm,锚杆抑制顶板离层效果显著。
【总页数】5页(P95-99)
【作者】范军平;张靖;卢迪;仇晋忠;倪怀华;吴鹏亮;安哲
【作者单位】华阳新材料科技集团有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TD76
【相关文献】
1.远程无源光纤传感技术在油库甲烷气体监测中的应用
2.甲烷多通道远程无源光纤传感检测系统
3.基于拉曼放大和掺铒光纤激光器的远程无源传感系统
4.复杂条件
下光纤顶板智能化监测控制系统的研究与应用5.矿用顶板无源光纤远程智能监测系统设计
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煤矿顶板动态监测与分析系统(无线)的研究
FORUM 论坛管理128 /矿业装备 MINING EQUIPMENT煤矿顶板动态监测与分析系统（无线）的研究□ 杜海顺 阳煤集团新景公司1 研究目标和方法（1）巷道顶板离层监测：采用顶板位移传感器。
（2）巷道锚杆（索）支护应力监测：采用锚杆/锚索应力传感器采。
（3）围岩移动监测数据。
围岩移动监测分析：目前1#和7#监测站深点离层量为3 mm，浅点离层量为3 mm，9#监测站顶板离层深点离层量为4 mm ；通过监测数据及现场观测分析，顶板离层量较小，从观测数据来看巷道顶板没有下沉迹象，相对稳定；验证锚杆（索）支护设计比较合理。
（4）锚杆（索）应力监测数据。
巷道锚杆（索）应力分析：锚杆（索）应力监测值在44.71~132.21 kN,锚杆（索）应力变化，距离掘进掌头50 m 范围内,顶板锚杆（索）应力为67.86~112.81 kN,两帮锚杆应力为128.56~132.21 kN,从整个变化情况来看，测点随着距离掘进掌头的增大到50 m 范围后，锚杆（索）受力趋于稳定。
说明在距掘进掌头50 m 左右的范围内，受掘进影响，两帮锚杆应力增大，但在可控范围之内，并现场观测巷道围岩变化不明显。
随着巷道围岩应力达到新的平衡点后，巷道相对比较稳定，后续形成工作面，根据采动影响，进一步监测锚杆应力变化。
2 研究过程与结果2.1 8128进风巷顶板离层无线监测子系统配置技术方案巷道顶板离层无线监测系统主要用于煤矿巷道顶板及围岩深部松动和离层监测。
系统采用分布式总线技术和智能一体化传感器技术，每台KJ533-F(A) 矿用本安型压力监测分站可无线监测 16个GUD500(A)位移传感器，为了对煤矿井下顶板进行科学的管理，利用先进科学技术和设备有效监测本矿综采工作面顺槽巷道顶板锚杆（索）受力和顶板离层位移变化量情况，起到预警、预报作用，防止顶板事故发生。
经过现场考察，确定在公司芦南一区8#煤8128进风巷安装试验“KJ533煤矿顶板动态监测与分析系统”。
安全生产专用设备企业所得税优惠目录(2018年版)
GB/T20964、GB/T15187、MT/T1102、 MT159、MT503～MT505
11
井工煤矿
MT/T757、GB16280、AQ1079
12
提升安全监测与保护设备
放最大下落距离＜0.5m。 钢丝绳无损探伤仪：利用强磁原理对钢丝绳损伤快速非接触探测、诊断，断丝检测准确度≥99%，检测灵 敏度重复性误差≤±0.05%。 带式输送机综合保护装置：具备输送带打滑、堆煤、跑偏、洒水、烟雾、撕裂、急停等保护及语音通信功 能。
MT/T790 、 JB/T7255 、 AQ1079 、 GB/T18154 、MT/T987、MA 依据标准
16
抽排水设备
井工煤矿
JB/T6762、MT/T671、MT/T1128
17 18
矿井降温设备 供电安全监测与保护装置
井工煤矿 井工煤矿
GB9237、MT/T1136 MT/T1114
二、非煤矿山 19 采空区三维激光扫描仪 激光扫描距离：150m；精度：±2cm；扫描速度：250 点/s；防水防尘：IP65。 地下矿山采空区 探测 尾矿库、露天采 场 矿山等各类边坡 工程 地下矿山采掘作 业 地下矿山 尾矿库、露天采 场 地下矿山 CHZ3017
应用领域
执05、MT/T1103
6
安全监测监控设备
井工煤矿
AQ6211、AQ6201、MT/T1112
7
顶底板灾害监测设备
井工煤矿
MT/T 1004、 MT/T 1059、 MT1109、 MA 依据标准
8
矿井水文监测设备
种类＞30 种，传输距离≥10km。 矿用本安型水质分析仪： 具有快速识别水质、 精确判断矿井突水水源种类等功能， 测量化学指标种类＞40。 煤矿轨道运输监控系统：矿井轨道机车运输的实时监控和自动调度，监控容量≥64 台分站。 矿用无轨胶轮车调度管理系统：实时跟踪井下车辆位置信息和车辆交通智能调度，定位精度≥±5m。
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测技术 造成传感器使用寿命短；信号数据传输易受电磁干扰，量程范围大、本质安全，特别适合
导致跳数、误报等问题。
在易燃易爆、高温、高压、潮湿、
各种基于有线总线式网络传输的离层监测系统相继 强电磁场、腐蚀性等极端条件下的
有线总 出现，在煤矿也得到了广泛应用，但由于有线网络检 测量，并能实时本地显示及远程实
光纤顶板动态数字化在线监测系
人工观 上得到广泛应用；但精度低，需要专员定期巡检记录，
测技术 无法实时监测，随着智能化矿井建设的推进被逐渐淘 统，其特点概括为系统无分站、传
汰。
感器不带电。该系统涉及的矿用光
传统的电子类顶板离层传感器其原理简单，多数 纤传感ห้องสมุดไป่ตู้提供一种现场安装方便、
电子监 是单片机加ADC采集单元，容易受淋水及粉尘腐蚀， 现场可视、无源监测、测量精度高、
26
应用案例1：光纤传感技术与传统监测数据对比
山东能源新巨龙煤矿8301工作面，安装长度1100m。
顶板离层传感器安装60天，通过10 个观测点，与传统的离层观测尺数 据对比。10个监测点深基点位移变 化值在0-23.01，平均变化量为 10.08mm；巷道顶板锚索锚固范围 内（浅基点监测值）的离层值在 0.18～3.26mm之间，10个监测点 平均值为1.99mm。在同一监测区 域，采用机械式人工监测的顶板离 层仪观测数据一般深基点变化值在 0～22mm，平均10.9mm；浅基点 0～20mm，平均2.48mm。通过对 比表明该系统监测数据与传统的人 工观测数据基本一致。
矿井应设置矿压监测系统，监测采掘工作面及受采动 影响巷道顶板和围岩的位移、应力分布和松动范围。 对顶板危险事件、冲击地压等进行预测和报警。
2019年8月申报国家第四批煤矿安全生产先进适用技术装备推广目录
开01发政背策引景导2：地方政府政策法规
2019年9月19日，山西省应急管理厅、山西省地方煤矿安监局联合以“晋应 急发【2019】299号文”印发《山西省煤矿顶板安全管理规定》。
光纤钻孔应力传感器
光纤锚杆（索）压力传感器
光纤液压支架压力传感器
多参数智能锚索:锚索 内部应力、离层量，定 位离层点。
13
KJ1068光纤顶板动态监测传感器技术参数
类别 光纤离层传感器 锚杆（索）应力传感器 钻孔压力传感器 液压支架压力传感器
量程
0-500mm
分辨率
0.1mm
0-600KN 0.1%F.S
实行生产安全事故责任追究制度，追究生产 安全事故责任人员的法律责任 鼓励和支持安全生产科学技术研究和安全生 产先进技术的推广应用，提高安全生产水平
掘进工作面每掘进一定距离设置顶底板动态仪和顶板离
层仪，对顶底板移近量和顶板离层情况进行定期观测。
当煤层埋藏深度超过800米时，厚煤层沿底托顶煤掘进 的巷道，以及遇顶板破碎、淋水、过断层、过老空区、 高应力区的巷道应当采用锚杆锚索和可缩支架复合支 护形式，加强支护并进行顶板位移（离层）监测。
5
顶板动态光纤监测系统架构
6
顶板动态光纤监测系统原理图
光纤光栅是一个反射型的窄带滤波器。 当温度、应变等发生变化时，反射波长发生改变。通过对波长的精确测量可以
获得被测信息。
7
光纤顶板动态监测系统与传统监测手段比较
现有传统顶板灾害监测手段
光纤传感技术顶板监测技术
机械式顶板离层仪结构简单，价格低廉，在煤矿
自检功能：系统中某一个传感器 出现故障，能够通过软件甄别出故 障传感器。
表格定制：满足用户可定制各种 表格：实时数据表、历史数据及统 计报表、报警一览表等。
查询功能：满足在系统图上直接 查询设备信息、运行历史数据等。
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光纤监测系统软件显示界面
17
系统软件功能显示界面
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四、 顶板事件治理措施
显示功能：满足多种类型图表、 系统图、曲线图、棒图等显示要求 。
分析功能：根据监测数据，对未 来趋势进行分析，提供参考信息；
报警功能：可自行设置顶板参数 预警值、报警级别 及地理位置名称 ；系统可设置声音报警功能；
打印功能：具备各种报表的打印 功能；
上传功能：满足实时数据网络上 传，轻松实现无人值守。
线式监测 技术
测分站和中继分站多、供电繁琐、施工安装和维护不 方便、灵活性和扩展性也不足，造成系统稳定性差等
时监控预警预报；该系统涉及矿用
缺点。
隔爆兼本安型光纤顶板动态监测主
机提供兼容矿井大部分电源从
无线传
无线类传感器克服有线总线式传感器大部分缺点， 但由于考虑传感器的功耗，数据多数采用定时传输、
127V~1140V,无需考虑接电难问题，
第117条
• 作业规程必须对顶板离层、锚杆锚索压力、采煤工作面压力观测仪器 仪表的安装观测进行明确规定；
第121条 掘进巷道施工应进行顶板离层、顶底板和两帮移近量监测，为掘进工作面 顶板管理提供可靠的基础资料；
锚杆、锚索、锚喷、锚网喷等支护的巷道必须安装顶板离层仪，煤及半煤岩 第122条 巷道离层仪安设间距不大于50m，岩巷不大于100m，巷道开口及交叉处应
矿用光纤顶板动态 监测系统与综合治理技术应用
山东道宽智能科技有限公司
0
1 光纤顶板动态监测系统 2 监测系统硬件产品
CONTENTS 目 录
3 监测系统软件功能
4 顶板事件治理措施
5 项目成果及应用案例
一.光纤顶板动态监测系统
2
开01发政背策引景导1：国家政策引导
2019年5月8日发改能源〔2019〕764号文 《中华人民共和国安全生产法》
感敏感元件波长的变化，从而进行位移的监测。
矿用光纤大量程可视化离层传感器是我公司最新研制新型传感器，量程
500mm，为国内首创。本安无源设计，并能满足现场就地显示与远程终端 同步显示。
12
矿用光纤应力传感器
光纤传感器基于光纤光栅原理设计，通过悬臂梁结构，将顶板位移、围岩应 力、压力转化为光纤光栅波长的变化。并采用温度补偿技术，监测运行更加 稳定。
DBR
控制电路/波长监测
光输出 分束器
耦合器 耦合器 耦合器
信号处理
探测器
可以连接32芯光纤，200个不同的光纤光栅传 感器（温度、位移、压力、应力、水位、振动 等）。
10
KJ1068光纤顶板动态监测主机技术参数
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
项目 工作方式 显示方式 通讯端口 传感器接口 响应时间 传输距离 单通道容量 支持通道数 传感器工作环境 系统主机供电
0-40MPa 0.2%F.S
0-60MPa 0.1%F.S
测量精度
±1mm
环境温度 相对湿度 大气压力
0.5%F.S
0-40℃ 45%-90% 80-106KPa
1%F.S
0.5%F.S
14
三、 光纤顶板监测系统软件功能
15
光纤监测系统软件功能概述
分析
显示
上传
光纤顶
打印
板监测
查询
系统
自检
报表
报警
第127条
采煤工作面必须每天进行支护质量及顶板监测，工作面回采结束后，一个月 内必须完成工作面矿压观测总结报告。
开发背景3：煤矿安全所需
2017年，顶板事故占据全国煤矿事故之首，占比高达33.06%，死亡人数 占比24.05%；
迫切需要建设测量精度高、传输距离远、运行稳定、能够满足煤矿恶劣环境 的新型顶板动态监测系统；
输监测技 而且电池使用寿命短、维护工作量大；受井下复杂环 系统单台主机涉及容量大，物理通
术
境影响，其传输距离有限，系统需要大量通讯基站及 道数不少32个，单机可接入160支
中继站，导致系统结构复杂、稳定性差。
离层传感器
8
二.光纤顶板动态监测系统硬件
9
KJ1068矿用光纤顶板动态监测系统主机
后反射镜 相位 增益
内径Ø 7.5mm，外径Ø 10mm ≥5.0 30 2.8-12
1000～1500 4.0 ~6.0
备注
21
注浆锚索支护效果对比图
铁 棚 支 护
注 浆 锚 索 支 护
22
五、 项目成果及应用案例
23
项目主要创新点
首次将激光/光纤技术广泛应用于煤矿顶板动态监测，实时在线监测；是目 前国内唯一一家取得光纤顶板动态监测系统煤安认证的系统厂家。 光纤离层传感器量程是目前国内唯一达到500mm以上并实现可视化，是 目前国内唯一满足现场就地显示的无源光学传感器，并已申请发明专利； 多源数据融合建库标准，分布式数据采集、传输入库软件功能国内领先。 首次利用大数据分析技术，实现矿井地质灾害综合分析预警； 顶板动态监测大数据管理系统融合地理空间、模拟图、三维信息，实现可 视化云图展现，实现专家分析及风险评估功能。 顶板动态监测与治理措施相结合，不仅精确掌握顶板动态变化规律，并对 顶板事件进行有效治理，该工艺经煤炭工业协会鉴定为“国际先进”。
增设顶板离层仪。
第124条 第126条
当煤层埋藏深度超过800米时，厚煤层沿底托顶煤掘进
受采动影响范围内的硐室，必须安设顶板离的巷层道，仪以及，遇顶加板破强碎、顶淋水板、过监断层测、过；老空区、 高应力区的巷道应当采用锚杆锚索和可缩支架复合支 护形式，加强支护并进行顶板位移（离层）监测。