KJ21煤矿顶板与冲击地压监测系统简介

KJ21煤矿顶板与冲击地压监测系统简介

1 系统简介及监测目的

KJ21煤矿顶板与冲击地压监测系统主要用于实时、在线监测、超前支承压力、煤柱应力、锚杆（索）载荷、巷道变形量。长期进行矿压监测，还可以进一步揭示矿压显现规律，加强工作面管理。

KJ21煤矿顶板监测系统用于实时在线监测支架工作阻力，主要监测目的如下：

（1）顶板来压及支架工况实时监测与预警

通过实时监测工作面支架工作阻力，对支架初撑力、末阻力、安全阀开启率、不保压率、不平衡率、来压步距进行实时预警，及时采取有效措施防止大倾角工作面支架发生倾倒和歪斜，减少顶板事故和顶板灾害。

（2）矿压显现规律研究

通过分析支架工作阻力与时间关系曲线，总结大倾角工作面上、中、下等不同位置的矿压显现规律，包括来压时间、来压步距以及来压强度，为预测、预报顶板来压及支架选型提供依据；

（3）支架与地质条件适应性评价

分析支架工作阻力分布特征，研究围岩与支架的相互作用关系，评价支架与地质条件适应性，优化后续工作面支架支护强度；

2 系统配置

（1）为监测支架受力情况及顶板来压情况，在塔拉后煤矿工作面布置16台支架压力记录仪，监测数据通过信号转换器接入以太环网交换机，共使用3台矿用隔爆兼本安电源进行供电。详细设备清单如表1所示。

表1 KJ21煤矿顶板与冲击地压监测系统设备清单

3 仪器使用环境条件

（1）环境温度：0～+40℃；

（2）平均相对湿度：不大于98%（25℃）；

（3）大气压力：80～110KPa；

（4）场所：有甲烷、煤气等爆炸性混合物，有污水及其它液体浸入的场合；

4 系统技术指标

（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、围岩应力、锚杆支护应力、巷道变形监测多元参数监测。

（2）系统每台本安型电源负载的传感器测点不少于20个；

（3）系统所有硬件设备需取得防爆认证、煤矿安全标志和检验合格证书。

（4）传输方式：主从、异步、半双工、uCAN；

（5）系统巡检周期：≤10s

（6）系统通讯速率：1200bps（可调）

（7）量程：

支架压力记录仪：0～60MPa；

（8）仪器分辨率：

支架压力记录仪：0.01MPa；

（9）软件平台：Windows XP/Win 7/Win 8/Win 10

（10）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。

5 传感器技术指标

5.1 支架压力记录仪技术参数

支架压力记录仪用于监测工作面支架的工作阻力，通过内置传感器进行系统的数据采集和数据传输。

技术指标

●防爆类型：矿用本安型；

●量程：0~60MPa；

≤⋅；

●精度等级： 1.5%F S

●分辨率：0.01MPa；

●测量通道数：2（用于测量支架左右立柱下腔压力）；

5.2 矿用本安型信号转换器技术参数

KZC12型矿用本安型信号转换器与井下工业以太环网交换机连接，用于将矿用本安型监测分站数据通过CAN总线转化为RJ45信号传输到地面计算机。

技术指标

●输入电压：12V

●传输方式：CAN转RJ45

●指示方式：LINK和ACT闪烁表示上行或下行数据传输

●防爆形式：本安型

●安标证号：MHB13002

●防爆证号：112.4971

●CAN接口

●a）传输接口：1路；

●b）传输方式：主从、异步、半双工、CAN2.0；

●c）传输速率：1200bps；

●d）最大传输距离：5km；

●e) 通信信号参数：峰-峰值电压1V ~7V，峰值电流：≤30mA 。

5.3 隔爆兼本安电源技术参数

KDW127型隔爆兼本安电源为系统井下监测分站、传感器以及信号转换器等设备提供直流稳压电源，输入电压为127V，输出电压为12V。

技术指标

●输入电压：AC 127/380/660V

●电压波动范围：-15%～10%

●输出电压：12V/18V

●不间断供电电池：24V 1.3AH，供电延时≥2h

●保护方式：双重过压过流保护

●防爆形式：隔爆兼本安型