监测系统在综采工作面矿压观测中的应用

维普资讯 http://www.cqvip.com 第１３卷第３期（总第８２期）　２００８年６月　煤　矿　开　采　Ｃｏａｌ　ｍｉｎｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｖｏ１．１３　Ｎｏ．３（Ｓｅｒｉｅｓ　Ｎｏ．８２）　Ｊｕｎｅ　２００８　监测系统在综采工作面矿压观测中的应用　孙泽宏　，孔德慧　（１．安徽理工大学能源与安全学院，安徽淮南２３２００１；２．淮南职业技术学院通风与安全系，安徽淮南２３２００１　３．淮南矿业集团张集煤矿，安徽淮南２３２１７１）　［摘要］　介绍了张集矿北区综采工作面采用支架压力在线监测系统进行顶板压力监测。根据　实际，提出设备布置改进方案，提高数据存采集量和传输速度；实践证明该系统可以提供连续、有　效、真实、丰富矿压数据，具有推广应用的价值。　［关键词］　压力监测；在线；矿压；数据处理　［中图分类号］ＴＤ３２３　［文献标识码］Ｂ　［文章编号］１００６￣２２５（２００８）０３－００８７－０２　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｉｎ　Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｉｎ　Ｆｕｌ１．ｍｅｃｈａｎｉｚｅｄ　Ｍｉｎｉｎｇ　Ｆａｃｅ　１概述　Ｓ结构网络版数据处理和分析软件，采用Ｂ／Ｓ结构　软件支持浏览器方式（Ｗｅｂ）进行实时监测。　２．１　系统组成　张集矿北区设计井型３．０Ｍｔ／ａ，规划生产能力　６．０Ｍｔ／ａ。该区主采煤层为８和６煤层，借鉴中央　区及其他邻近矿井生产经验，矿井采用高度集约化　计算机及数据处理软件；系统接收主机；井下　通讯分站；井下压力检测分机；本安型供电电源。　２．２技术指标　生产，全部布置为综合机械化采煤。　综合机械化开采时，采高大、推进速度快，采　场矿压显现及控制、覆岩运动都有其新的特点。另　循测周期≤５ｓ；数据通讯方式为串行异步；通　讯距离≤１０ｋｍ；循测精度４％；传感器量程０～　６０ＭＰａ。　外由于回采面开采高度大、机械设备重型化，出现　了支架一围岩系统控制和综采装备配套等问题。因　此，加强工作面顶板矿压观测，分析顶板运动和液　压支架工作阻力的变化等矿山压力特征及规律十分　必要。　２．３技术特点　（１）远距离实时通讯，地面计算机实时监测；　（２）系统结构模块化：贯穿工作面和巷道只　用１根拉力电缆；井下分机可无次序任意扩展；单　一张集矿北区首次采用综采工作面计算机矿压监　测系统，对综采工作面顶板压力进行了系统地观测　和研究。掌握倾斜长壁综采面矿压显现规律和采煤　方法特点，优化采煤工艺参数，对有效地解决类似　条件下采面支架选型、防片帮、冒顶，改进采煤方　法和回采面高效安全生产具有指导意义。　２主要设备　本安电源供电；供电和信号传输共用１根电缆；　（３）井下分机由独立的微机处理器控制，具　有压力数字显示和工作状态指示功能；防潮、防　水、耐冲击；　（４）内嵌系统故障自诊断功能。　３设备安装与测站布置　通讯分站应安装在移动变电站或控制台附近，　综采工作面矿压监测主要采用ＺＹＤＣ一１综采在　线监测系统，系统采用了开放式的网络结构，支持　尽可能远离强振动源。本安电源与通讯分站之间电　缆长度应不大于５ｍ。从通讯分站的显示器上可以　多类型参数的监测与分析。　该系统支持多种通讯接口和协议，兼容其他监　控系统，可使用电话线、光缆专线和以太网通讯；　直观的了解到系统的运行信息，判断故障也主要从　通讯分站的显示信息得到。　工作面内，压力监测分机一般安装在综采支架　的顶梁下面，采用固定或吊挂式安装，分机之间的　电缆应留有２～３ｍ的活动余量。　采用获得专利的高性能应变式传感器技术；系统架　构与Ｗｉｎｄｏｗｓ　９８／ｘｐ操作系统平台，集成Ｃ／Ｓ，Ｂ／　［收稿日期］２００８一Ｏ１一Ｏ９　［作者简介］孙泽宏（１９７０一），男，安徽寿县人，在读硕士，讲师，从事煤矿生产与安全教学与科研工作。　８７　维普资讯 http://www.cqvip.com 总第８２期　煤　矿　开　采　２００８年第３期　张集矿北区已采和在采工作面均为倾斜长壁开　采，工作面呈水平状，长度为２４０ｍ，每１Ｏ架支架　设置１个测区。　以１７２７８工作面为例：在工作面共分为１６个　测区，每一测区观测２架，整个工作面共观测３２　架液压支架的工作阻力，每架装１块矿用综采压力　监测分机，对前上柱和后上柱阻力进行测试。ＺＹ—　ＤＣ一１综采支架压力计算监测系统如图１。　胶带巷　图１　ＺＹＤＣ一１综采支架压力计算机监测系统　４现场观测　从切眼开始起，对倾斜长壁工作面矿压显现特　征参数进行连续观测，从基本顶初次来压一直测到　第５～７次周期来压以后，直至回采结束全程监测。　观测过程中，随工作面推进，要及时整理有关　数据，以便及时掌握矿压显现规律，预测预报。　现场观测主要包括工作面进尺、直接顶冒落、　安全阀开启等。用于配合地面计算机监测数据的分　析，掌握全面的顶板压力情况，得出来压规律。　５数据整理与分析　观测监测获得的数据，必须首先通过科学的整　理，提取有效、全面的现场数据予以分析。　１７２７８工作面选用的大采高综采液压支架型号　为ＺＺ６４００／１８／３８，支架设计初撑力５５８３ｋＮ，额定　工作阻力６４００ｋＮ，支架支护宽度１．４３～１．６０ｍ；　整个工作面最大初撑力平均４５１０．８ｋＮ，达设计值　的８０．８％，平均为３１２４．２５ｋＮ，达设计值的５６％；　整个工作面最大末阻力平均为４１２３．９ｋＮ，达设计　值的６４．４％，平均阻力为３０３６．４ｋＮ，达设计值的　４７．４％。　根据数据统计，建立“液压支架工作阻力统　计表”，分析得出：　工作面下部１０　，１１　，３０　，３１　液压支架平均　初撑力３１４６．５ｋＮ，为设计初撑力的５６．３％；　８８　工作面中下部５１　，５２　支架平均初撑力　２３２９ｋＮ，为设计初撑力的４１．７％；　工作面中部７Ｏ　，７１　，９Ｏ　，９１　液压支架平均　初撑力３３１３．３ｋＮ，为设计初撑力５９．３％。　工作面中上部１　１０　，１　１　１　液压支架平均初撑力　３５４５．５ｋＮ，为设计初撑力的６３．５％；　工作面上部１３０　，１３１　，１５０　，１５１　液压支架　平均初撑力３１００ｋＮ，为设计初撑力的５５．５％；　液压支架平均初撑力，沿工作面分布的趋势是　工作面下部、中部和上部分布均匀。　工作面下部１０　，１１　，３０　，３１　液压支架平均　循环末阻力３１４７．３ｋＮ，为额定值的４９．２％；　工作面中下部５１　，５２　支架平均循环末阻力　２６９０ｋＮ，为额定值的４２％；　工作面中部７Ｏ　，７１　，９Ｏ　，９１　液压支架平均　循环末阻力３１２６．８ｋＮ，为设计循环末阻力的　４８．９％。　工作面中上部１１０　，１１１　液压支架平均循环末　阻力３０７０．５ｋＮ，为额定值的４８％；　工作面上部１３０　，１３１　，１５０　，１５１　液压支架　平均循环末阻力２９９１．５ｋＮ，为额定值的４６．７％；　液压支架平均末阻力沿工作面分布的趋势是工　作面下部、中部和上部分布比较均匀。　计算机处理数据，建立“支架实测压力曲线　图”和“循环末阻力分布直方图”。如图２和图３。　曲　ｌ　＾　再ｌＩＨ珏　１Ｉ　坪　＝；匀ｌＩ　●～　Ｉ图２　支架实测的压力曲线　图３　循环末阻力分布　通过压力观测与检测以及数据分析，可知：　（１）工作面上、中上、中、中下、下部各个　部位周期来压时间不一致，来压步距也不相同，即　（下转９Ｏ页）　维普资讯 http://www.cqvip.com

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