煤礦頂板動態監測系統可實現以下功能：

● 井上計算機動態顯示監測參數、報警；

● 井下現場顯示數據和報警；

● 監測數據自動記錄存儲；

● 連續監測曲線顯示、分析；

● 曆史數據查詢及報表輸出；

● 綜合分析及頂板安全評估分析。

● 局、礦頂板動態監測網絡功能

● 網絡用戶Web訪問模式在線動態監測；

● 數據庫數據信息共享；

● 綜合分析及頂板安全評估分析；

● 監測日報網上報表；

系統結構與組成

 “煤礦頂板動態監測系統”的主要特點是採用環行總線結構，可涵蓋全礦井多類型礦壓參數監測。系統以計算機網絡為主體，兼容井下通訊電纜、光纜專線、以太網絡多種數據傳輸模式。監測參數包括：工作面支架作阻力檢測、圍岩離層運動檢測、錨杆載荷應力檢測、岩層（煤層）內部應力檢測四個方面。

 

 系統的監測功能組成

監測系統由井下和井上兩大部分組成，如圖1所示。監測測系統有4個不同監測功能的子系統組成。4 個監測子系統從功能上加以區分，硬件結構使用統一的總線地址編碼，系統的實際佈置上分站可以混合排列，監測服務器通過通訊協議區分數據類型。井上檢測服務器（計算機）可接入礦區局域網絡，支持網絡在線監測和信息共享。

  井上監測信息與報警網絡

如圖 2，井上監測信息與報警網絡包括：1）數據接收單元、監測服務器；2）礦井辦公局域網和客戶端。井下監測網絡通過井下的監測主站接入礦井工業以太環網交換機或光纖或通訊線纜將數據傳送到井上。當使用工業以太環網時傳輸數據，選用主站的RJ45 接口並將主站設置成NPORT（以太網聯網服務器）模式。當選用電話通訊線路時將主站配置成RDS（基帶差分傳輸） 通訊模式。

 

 

監測服務器採用工業級PC，擴展了RDS 數據接發通訊單元。工業PC 配置Earthnet 以太網網接口（RJ45）與局域網交換機連接。監測服務器獲取井下以太環網NPORT 接口監測數據時需保証與環網相通的物理鏈路。本系統監測分析軟件CMPSES 運行Windows 2003 server 平台，數據庫採用SQL server，採用C/S 和B/S結構，支持礦井局域網客戶端模式和Web訪問模式。CMPSES 監測分析軟件支持GPRS/CDMA 公用數據傳輸網絡的圖文短信群發信息和報警功能。監測服務器連接GPRS/CDMA數據接發單元，根據軟件的配置信息，授權的手機用戶可接收不同的數據信息和報警服務。報警信息分2級：預警信息和緊急報警信息。

井下部分硬件組成

頂板動態監測系統井下部分包括：通訊主站、測區通訊分站、測區壓力監測分機、頂板離層監測傳感器、錨杆/錨索應力監測傳感器、鑽孔應力傳感器以及防爆型供電電源和通訊電纜組成。井下部分採用兩級隔離485總線，通訊主站下位總線連接測區通訊分站，最大可連接16 個測區分站。測區通訊分站承擔不同的監測功能，一般一台通訊分站負責監測一個開採工作面及回采巷道，測區內總線連接壓力分機、離層總線式傳感器、錨杆總線式傳感器、鑽孔應力總線式傳感器。每個通訊分站最大可連接64個監測站點（分機或傳感器），可滿足國內大型礦井多采區佈置的礦壓監測需要。不同類型的監測站點採用統一編碼。通過通訊協議中的標誌符區分參數類型。通訊主站內置RDS-100、PTS485、DE311 通訊接口，分別支持電話線、單膜光纖、以太網（TCP/IP協議）數據傳輸。井下通訊主站可通過電話線路、單模光纖或以太環網與井上的監測服務器連接連接。

系統的主要技術指標

使用環境

1） 環境溫度：0℃～+40℃；

2） 相對濕度：＜90%（+25℃）；

3） 大氣壓力：80kPa～106Pa；

4） 海拔：＜3000 米；

5） 無顯著振動和衝擊的場合；

6） 允許在煤礦井下含瓦斯等爆炸性氣體但無腐蝕性氣體的環境中使用；

系統綜合技術指標

監測服務器操作系統: Windows 2000 service sp4

數據庫平台： SQL server 2005 標準版

網絡平台：局域網

1）系統分站容量 1——16 （通訊分站）

2）系統監測點數< 1000

3）系統通訊距離:通訊線纜：<10km   光纖及以太網<25km

4）巡測週期 5秒/分站

5）傳輸接口CAN總線信號 串行異步

6）通訊速率2400—19200BPS

傳輸接口的技術指標

1) 輸入通道 1——4路

2）輸入接口CAN總線信號

3）輸出接口RS-232

4）安全隔離方式光電耦合（2500V）

5）電源 AC 220V 0.1A

6）具有通訊指示燈以及電源上電指示燈

通訊分站的技術指標

1） 站點容量 1——16

2） 顯示方式LCD 128*64 LED背光

3） 通訊方式RS-485 2400bps

4） 通訊距離1200m (工作面)

5） 電源DC18V （本安電源）150 mA

6）防爆形式本質安全型Exibl

7）緩存容量：32KB

壓力傳感器的技術指標

1）壓力通道數2

2）量程 0——60Mpa

3）精度1.5%

4) 顯示方式3位數顯高強光LED

5) 通訊方式：無線電磁波通信

6）通信距離：100米（工作面）

7) 電源DC3.6V （鋰電池） 50mA

8）防爆形式本質安全型Exibl

 圍岩移動傳感器的技術指標

1）安裝深度 1——20米

2）量程 0——500mm

3) 測量精度1%

4）電源 7——18V 20mA

5）輸出RS-485 串行異步

6）通信距離：1200米

7）通信速率：2400bps

6）防爆形式本質安全型Exibl

錨杆應力監測傳感器的技術指標

1）量程 0——250KN

2）測量精度1%

3）輸出信號 0——125mV

4）電源 7——18V

5）防爆形式本質安全型Exibl

 鑽孔應力傳感器的技術指標

1）安裝範圍 1——12m

2) 量程 0——12.5 MPa

3）測量精度2.5%

4）輸出信號 0——125mV

5）電源 7——18V

6）防爆形式本質安全型Exib1

 

 

監測系統配置表

1、系統配置如下：

	編號	名稱	單位	數量
井上部分	1	地面系統主機	台	1
	2	激光打印機	台	1
	3	UPS電源	台	1
	4	礦用一般兼本安型傳輸接口	台	2
	5	數據處理軟件	套	1
	6	防雷柵	個	1
井下部分	7	礦用本安型監測通訊分站	台	7
	8	礦用本安型壓力傳感器	台	10
	9	礦用本安型位移傳感器	台	50
	10	礦用隔爆兼本安不間斷電源	台	8
	11	礦用本安型錨杆（索）受力傳感器	台	50
	12	礦用本安型鑽孔應力傳感器	台	50
	13	通訊線纜	米	5000
	14	接線盒	個	160

 

附錄A  系統在工業現場井下井上安裝連接示意圖

                            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

附錄B  煤礦頂板動態監測系統的配置表

 

 

圖10  頂板動態監測系統采場測點佈置示意圖