顶板离层在线监测系统简介

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。

顶板矿压在线监测系统在煤矿井下的应用摘要：煤矿井下地质条件复杂，尤其是顶板结构，不同采区的顶板地质差异很大，需要制定专项顶板管理措施，确保工作面施工人员的生命安全。

近些年由于顶板安全事故的案例让我们对于顶板安全管理越发重视，为了彻底解决顶板安全事故，有效做好顶板管理，我们积极引入矿压监测系统。

矿压监测是监测预防顶板支护效果和预防岩石离层、冒顶事故发生的重要手段，对于监在线管顶板安全有着十分重要的意义。

本文对某矿在顶板矿压在线监测系统的应用情况进行介绍。

关键词：煤矿井下；顶板；矿压在线监测技术引言煤矿井下开采常发生各种安全事故，致使大量作业人员伤亡，而这些事故的主要成因在于监测力度不足，难以精确、及时掌握巷道两帮及顶板的变形程度，出于防止出现严重安全事故，应重视矿压监测各工作。

当前顶板矿压在线监测系统的使用效果较好，其监测功能突出，可实现实时动态监测，基于这种仪器的有效利用，进而实现巷道两帮实时监测，及时准确掌握具体形变量。

同时布设位移观测点也可对顶板实施动态监测，精确确定回采阶段岩层移动的具体位移量，通过相关监测设备收集准确的数据，基于上述数据分析的前提下，确定具体巷道内部变形显著区域，进而划分出实际破坏范围。

另外，利用高精确的检测设备可在短时间内锁定预测事故发生位置及事故发生概率，便于预先制定具体防治措施，增加巷道使用安全性。

一、顶板矿压在线监测系统的介绍顶板矿压在线监测系统可分为日常测站和总和测站。

日常测站设置及传感器配置标准：每50m设置一个日常测站，监测巷道顶板离层，配置一个围岩移动传感器（2点式）；综合测站设置及传感器配置标准：每个综合监测站均需配置两个围岩移动传感器（2点式），4个锚杆（索）应力传感器（两帮锚杆各1个、顶板锚索1个、顶板锚杆1个）。

二、顶板矿压在线监测系统的功能（一）回采工作面液压支架初始支护力及工作阻力监测液压支架的初始支承对拉深面直接顶的稳定性和破坏程度，以及初始压力和周期压力有很大的影响。

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。

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。

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。

浅议煤矿巷道顶板离层监测系统设计作者：孔令军来源：《华夏地理中文版》2015年第02期摘要：长期以来，我国国民经济的发展均对煤炭工业表现出强烈的依赖性，且此种格局预计持续50年。

但煤炭工业发展的同时，煤炭安全事故的发生率却居高不下，如此又制约着我国国民经济的发展。

巷道顶板作为煤矿安全的重要组成部分，对监控煤矿生产过程的安全隐患意义重大，因此必须重视对顶板状态的监测及顶板变化规律的研究。

为此，文章笔者结合相关文献资料，浅析煤矿巷道顶板隔离层监测系统的设计，以实现对煤矿巷道顶板进行全方位的监测，从而为煤矿安全生产提供保障。

关键词：煤矿巷道；顶板离层；监测系统设计一、研究背景据统计数据显示，我国煤矿事故伤亡人数约占世界煤矿事故伤亡总人数的80%，且顶板事故的发生率远超过其他煤矿事故，由此使国家、社会、家庭及个人蒙受巨大损失。

另据统计数据显示，2002年-2012年，我国煤矿致人死亡的顶板事故共计3372起，约占煤矿致人死亡总事故的43%。

为此，国家安全生产监督管理总局指出：煤矿企业必须逐步就采煤工艺及采煤方法进行改革，同时加强煤矿巷道顶板支护及完善煤矿巷道顶板监测系统，特别应就分布着冲击地压灾害及矿山压力的矿井配备完善的预警预报装备。

煤矿顶板岩层属典型的层状结构，且顶板岩层与岩层间的离层对顶板的失稳破坏起预示作用，因此煤矿巷道顶板支护过程，多以离层大小为顶板支护效果的判断依据。

可见，对煤矿巷道顶板离层监测系统设计的研究具有现实意义。

二、煤矿巷道顶板离层监测系统的结构煤矿巷道顶板离层监测系统由井下部分及地面部分组成，其中井下部分由位移传感器、采集及传输分站组成，用以完成对离层数据进行现场采集及观测；地面部分由远程数据传输接口及上位机组成，即经光纤把数据从传输分站传送至上位机，由此实现对数据进行在线的实时处理。

煤矿巷道顶板离层监测系统的井下部分共设位移传感器20台、采集分站20台及传输分站1台，同时煤矿巷道内，每间隔50m设采集分站1台，且采集分站与位移传感器相互连接。

矿用光纤顶板动态监测预警系统导语：光纤顶板动态监测预警系统是基于光学原理，采用国际领先的光纤传感技术，实现顶板离层、锚杆（索）应力、煤岩层应力的多参数实时监测。

本期转化果平台推荐的《矿用光纤顶板动态监测预警系统》，该系统涉及的矿用光纤传感器提供一种现场安装方便、现场可视化、无源监测、测量精度高、量程范围大、本质安全，特别适合在易燃易爆、高温、高压、潮湿、强电磁场、腐蚀性等极端条件下的测量，并能实时本地显示及远程实时监控预警预报。

一、概述矿用光纤顶板动态监测预警系统是基于光学原理，采用国际领先的光纤传感技术，实现顶板离层、锚杆（索）应力、煤岩层应力的多参数实时监测；光纤传感器以光波为载体，以光纤为媒质，感知和传输外界被测量信号，具有不带电、体积小、实时监测、在线传输、多参数、大容量、抗干扰、本质安全等特点，便于及时掌握和综合分析顶板动态变化规律，防治顶板事故；同时为合理确定支护参数，解决支护不足或过度支护问题提供数据分析依据，提高煤矿顶板管理及智能化建设水平。

（一）系统特点1.本质安全，现场检测不需供电，不受外界电磁场干扰，长期漂移小；2.一台主机可同时监测顶板离层、锚杆（索）应力及钻孔压力，复用能力强；3.准确判断顶板离层位移量、锚杆（索）的受力情况及巷帮压力；4.实时在线监测顶板、锚杆（索）及围岩受力变形，通过完整的数据分析，一方面实时把控顶板变化动态，预防顶板事故；另一方面可以通过数据分析，准确把握顶板离层位置，为合理支护参数，降低支护成本，提供数据依据。

（二）光纤顶板动态监测与传统监测技术对比现有传统顶板动态监测手段 光纤顶板动态监测技术 机械式人工 监测技术 煤矿机械式顶板离层仪是一种比较常见的井下顶板离层量监测仪表，其结构简单、价格低廉，在煤矿上得到广泛应用。

存在精度低，无法实时在线监测，需要专员定期巡检记录，无法及时发现隐患的缺点。

立足于煤矿井下环境，基于光学原理研发，适合煤矿安全生产需求的全光纤顶板动态数字化在线监测与破碎治理预警系统，其特点概括为系统无分站、传感器不带电。

矿用全光纤数字化顶板动态在线监测系统导语顶板灾害是煤矿五大灾害之首，实现煤矿顶板的在线监测是有效预防顶板灾害的必要环节。

本期由能源科技成果转化服务平台推荐的《矿用全光纤数字化顶板动态在线监测系统》，是基于光学原理，采用无源本安设计、专门针对煤矿顶板灾害研发的新一代在线监测系统。

该系统对顶板离层、锚杆、锚索载荷、煤岩层应力进行多参数实时监测；系统无分站，传感器不带电且具有极高的抗干扰能力，可实现超长距离传输和多参数综合分析，研究形成了监测与治理相结合的顶板综合防治解决方案，最大限度的防止顶板事故发生。

一、系统概述矿用全光纤数字化顶板动态在线监测系统是基于光学原理，采用无源本安设计专门针对煤矿顶板灾害研发的新一代在线监测系统。

系统采用光纤传感技术对顶板离层、锚杆、锚索载荷、煤岩层应力进行多参数实时监测；系统主机采用多参数、大容量设计，可同时实现对顶板离层、锚杆（索）应力及钻孔应力的实时在线监测，传感器均为光学无源本安型设计的光纤传感器，具有极高的抗干扰能力。

系统无分站，传感器不带电，可实现20km长距离传输，多参数综合分析，不仅及时准确掌握顶板动态变化规律，还能为合理支护参数，解决支护不足或者过度支护问题提供数据分析依据。

大量程可视化离层（位移）传感器为国内首创，技术水平达到“国际先进”水平。

系统架构拓扑图二、系统技术参数1.系统主机技术指标序号项目单位参数1 工作方式/ 连续监测2 显示方式/ 液晶显示3 通讯端口/ 网口4 传感器接口/ 采用标准SC/APC接口5 响应时间s <306 传输距离km 207 单通道容量个 48 支持通道数个8/16/329 传感器工作环境℃0～4010 监测仪供电V 127/660/11402.光纤传感器技术指标序号项目单位参数1 工作方式/ 连续监测2 显示方式/ 液晶显示3 通讯端口/ 网口4 传感器接口/ 采用标准SC/APC接口5 响应时间s <306 传输距离km 207 单通道容量个 48 支持通道数个8/16/329 传感器工作环境℃0～4010 监测仪供电V 127/660/1140三、系统功能系统显示界面截图显示功能：满足多种类型图表、系统图、曲线图、棒图等现实要求。

工作面顶板压力监测系统一、简述采煤工作面矿山压力观测就是利用各种观测仪器或工具，对工作面及四周围岩的应力、顶底板变形与破坏、支柱压缩与载荷、煤壁片帮、支架变形与折损等宏观矿压显现量进行测量与记录，通过整理分析，从而掌握采煤工作面矿压显现规律，并以此指导生产。

二、矿山压力监测系统内容（1）工作面液压支架工作阻力变化情况；（2）工作面超前支承压力；（3）巷道顶板离层观测；（4）巷道两帮变形量与顶底板移近量；（5）巷道锚杆受力状况监测。

3、系统说明矿山压力监测系统是用于煤矿顶板工作阻力的计算机在线监测系统。

系统将计算机检测技术、数据通讯技术和传感器技术融为一体。

实现了复杂环境条件下对顶板的工作状况的自动监测和分析。

4、系统配置方案：4.1该系统如作矿压观测为侧重点使用时，一般将工作面分为上中下三段进行监测，共为三个测站，距机头五架左右开始为上测站设置三个传感器，中测站安装四个传感器，下测站安装三个传感器。

矿用本安型压力传感器安装在工作面综采支架的顶梁（掩护梁）下面，采用吊挂式安装，用10mm的高压油管将压力传感器上的传感器与支架立柱的高压腔连接，四柱式支架接前后立柱，两柱式支架接左右立柱。

第三通道可选择连接前梁或平衡千斤顶，也可以不接。

压力传感器的左右两侧有通讯插头与相邻压力传感器串联，工作面的上部到下部压力传感器可以按照由小到大或由大到小的编号顺序连接。

4.2信息传输接口与PC计算机通过RS-232（COM）连接，井上通讯插座与井下来的通讯线路连接好。

4.3主站安装在井下离工作面较近的地方，一般安装在移动控制台上。

主站CAN通讯接口通过专用电缆与工作面的分站连接。

将主站的光纤接口与井上通讯线路连接。

4.4分站安装在井下离工作面较近的地方。

分站向下通讯接口线通过专用电缆与工作面的压力传感器连接，分站向上通讯接口线与主站CAN通讯接口连接。

5、系统连接示意图：6、矿山压力监测系统综合功能实时监测顶板的瞬时工作阻力。