礦用光纖頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)
(一)基本情況介紹
根據(jù)智能化礦井建設(shè)規(guī)范要求，針對目前機(jī)械式頂板離層儀無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測的弊端，該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測、數(shù)據(jù)處理及報(bào)警功能，傳感器采用無源本安設(shè)計(jì)，與傳統(tǒng)電子頂板監(jiān)測系統(tǒng)相比，解決了系統(tǒng)傳輸距離短、維護(hù)量大，傳感器易受干擾誤報(bào)警的問題;光纖監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)簡單、運(yùn)行穩(wěn)定可靠，傳感器監(jiān)測精度高，使用壽命長，使用過程中基本免維護(hù);三是解決了傳統(tǒng)光纖傳感器量程小、就地顯示難的問題，系統(tǒng)傳感器實(shí)現(xiàn)井下就地?zé)o源實(shí)時(shí)顯示功能;系統(tǒng)采用了全數(shù)字化光纖通訊技術(shù)，系統(tǒng)主機(jī)以TCP/IP通訊為主，極大程度的減輕了安裝及維護(hù)的工作量。
(二)主要特點(diǎn)及創(chuàng)新性
系統(tǒng)從“傳感單元、監(jiān)測主機(jī)、服務(wù)器、云計(jì)算”整個(gè)鏈路層徹底實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)解決了傳感器傳輸距離短、模擬信號(hào)易干擾、數(shù)據(jù)傳輸速度慢、分辨率低等問題，系統(tǒng)數(shù)字化實(shí)現(xiàn)了無論井下集成還是地面軟件集成更簡易。系統(tǒng)架構(gòu)簡單，穩(wěn)定性好，兼容性及帶載能力強(qiáng);與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比無需大量分站，系統(tǒng)依靠一臺(tái)解調(diào)主機(jī)通過光纜可連接108-180支礦用光纖頂板離層、錨桿(索)應(yīng)力、鉆孔壓力等傳感器。系統(tǒng)傳感器基于光學(xué)原理，采取無源本安設(shè)計(jì)，大量程可視化離層(位移)傳感器量程設(shè)計(jì)500mm以上，為國內(nèi)首創(chuàng)，解決了市面上光纖傳感器可視化問題和量程小問題，解決煤礦應(yīng)用現(xiàn)場就地顯示問題，而且傳感器可重復(fù)利用。系統(tǒng)采用光纖作為傳感器傳輸介質(zhì)其測量距離長(20km)，解決傳統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)抗干擾、信號(hào)需中繼、分站供電線路復(fù)雜、防潮防水等問題，系統(tǒng)可實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測頂板的變化規(guī)律，準(zhǔn)確預(yù)報(bào)早期隱患點(diǎn)的位置，對預(yù)防頂板災(zāi)害和保證工作人員安全具有重要意義。首次將光纖傳感監(jiān)測系統(tǒng)與全注漿錨索工藝有機(jī)結(jié)合，針對系統(tǒng)報(bào)警事件，及時(shí)提出注漿錨索治理措施，有效控制頂板沉降和破碎，防止頂板事故發(fā)生。該系統(tǒng)根據(jù)煤礦井下工況條件研發(fā)，適合高溫、高濕及具有爆炸性氣體粉塵的井下環(huán)境，具有較好的推廣前景。
(三)使用效果
該系統(tǒng)自2018年在山東能源應(yīng)用至今未出現(xiàn)系統(tǒng)故障及誤報(bào)警現(xiàn)象，使用單位普遍認(rèn)為光纖監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測精度高、穩(wěn)定性好，杜絕了井下水、塵及電磁干擾造成的誤報(bào)警和傳感器損壞現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了采掘工作面頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測完整性的數(shù)據(jù)分析，能夠有效地預(yù)判工作面初次來壓、周期來壓及步距分析，對于預(yù)防頂板事故、合理支護(hù)參數(shù)提供有效的數(shù)據(jù)依據(jù)。特別是在山東能源新礦集團(tuán)孫村煤礦40小時(shí)頂板異常下沉150mm，系統(tǒng)報(bào)警后緊急采取治理措施，成功預(yù)防了一次大面積冒頂事故。
(四)使用單位及聯(lián)系方式
山東能源新汶礦業(yè)集團(tuán)孫村煤礦 韓玉忠 13371005806
(五)效果圖
礦用光纖頂板離層傳感器現(xiàn)場安裝圖礦用光纖錨桿(索)應(yīng)力傳感器現(xiàn)場安裝圖
礦用隔爆兼本安型光纖頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測主機(jī)現(xiàn)場安裝圖
