張德亮,王飛飛,李 兵,韓 晨,代景龍
(西安科技大學,陜西 西安 710600)
近年來我國礦業(yè)經(jīng)過長期的開采,已然面臨著礦資源匱乏、地質(zhì)條件復雜等問題。大部分的礦產(chǎn)工作面紛紛出現(xiàn)了采空區(qū),在回采過程中不可避免的受到相鄰工作面的影響。故在采礦工作前要進行礦壓監(jiān)測,尤其是在復雜環(huán)境下,更有必要重視起綜采支架工作狀況的自動監(jiān)測與分析。礦壓在線監(jiān)測技術(shù)應用,不僅能夠減少礦壓觀測的工作量,還有助于提升觀測結(jié)果的準確性。鑒于此,本文對“礦壓在線監(jiān)測技術(shù)的應用”進行更深層次的分析具有極為重要的現(xiàn)實意義。
圖1 基于綜采工作面的礦壓在線監(jiān)測系統(tǒng)
礦壓在線監(jiān)測系統(tǒng)主要作用是減少礦壓觀測工作量,有效提升觀測結(jié)果準確性。
故其具有如下諸多功能:①計算機動態(tài)模擬顯示監(jiān)測參數(shù)報警,對礦內(nèi)部環(huán)境進行動態(tài)模擬,實時顯示礦內(nèi)部參數(shù),一旦出現(xiàn)礦壓超高及時發(fā)出報警信號,確保后續(xù)工作的順利進行[1]。②現(xiàn)場數(shù)據(jù)顯示與報警。礦井內(nèi)部實況數(shù)據(jù)一旦達到礦壓臨界點,及時發(fā)出報警信號。③對礦井內(nèi)部環(huán)境實時監(jiān)測,及時反饋給地面中心工作站,提供參考數(shù)據(jù)。④工作面無線傳輸,采用先進的數(shù)據(jù)通訊技術(shù),實現(xiàn)工作面多種信息數(shù)據(jù)的無線傳輸。⑤數(shù)據(jù)局域網(wǎng)傳輸或電話線傳輸。數(shù)據(jù)傳輸能夠讓中心站及時掌握第一手資料,便于后續(xù)工作的開展。⑥觀測數(shù)據(jù)在傳輸故障發(fā)生時自動記錄存儲,礦壓在線監(jiān)測系統(tǒng)中最為重要的一項技術(shù)便是計算機技術(shù),系統(tǒng)具有記錄存儲功能,一旦出現(xiàn)故障,便能及時記錄故障詳細情況,便于接下來的維修。
礦壓在線監(jiān)測技術(shù)的應用,主要是為了滿足各項礦壓觀測工作需求。因此應該結(jié)合礦壓觀測工作實際需求,融合多種技術(shù)。
鑒于此,礦壓監(jiān)測系統(tǒng)中應該具有以下技術(shù)特點,以此滿足礦壓觀測工作需求。①系統(tǒng)支持多個子系統(tǒng)于多元礦壓參數(shù)監(jiān)測,就目前礦壓觀測工作需求而言,系統(tǒng)支持獨立礦區(qū)數(shù)量需要超過16個,并且系統(tǒng)需要兼容工作阻力、頂板離層、圍巖應力以及錨桿支護應力等多個參數(shù)監(jiān)測。系統(tǒng)容量超過1千個測點。②結(jié)合礦區(qū)現(xiàn)場的地質(zhì)條件,礦壓在線監(jiān)測系統(tǒng)需要采用兩級總線設(shè)計,并且總線之間需要確保完全隔離,工作面與巷道兩點之間的數(shù)據(jù)傳輸均通過無線方式收集[2]。③系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸支持多種模式,例如最基本的太網(wǎng)總線傳輸模式,總線傳輸模式,以此實現(xiàn)礦區(qū)與地面兩者監(jiān)控系統(tǒng)的兼容。④智能一體化監(jiān)測傳感器,微處理器控制,該處理器當中包含多種功能,均是為監(jiān)測服務,當中還設(shè)有報警功能,支持多種供電方式[3]。
礦山壓力位移在線實施監(jiān)測系統(tǒng),主要是由無線傳感器、無線通訊器等多種現(xiàn)代先進設(shè)備構(gòu)成,并且各設(shè)備之間不需要任何的接線,同時設(shè)備之間能夠?qū)崿F(xiàn)自由組網(wǎng)通訊,具備較強的抗干擾性。在礦壓觀測工作中的中的應用,具有諸多優(yōu)勢。
接下來,對其加以具體分析。①礦壓監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成。綜合數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)主要由地面中心站監(jiān)控主機與軟件、信息傳輸接口、通訊電纜以及無線礦用本安型數(shù)字壓力計等構(gòu)成。就監(jiān)控軟件而言,其主要功能便是實時處理監(jiān)測到的數(shù)據(jù),顯示并及時打印;信息傳輸接口便是通過接口與監(jiān)控主機相連接;電源箱則是為礦壓監(jiān)測中心站各設(shè)備提供安全電源,以此確保各設(shè)備正常云習慣;無線通訊傳輸功能便是實現(xiàn)工作面與中心站的無線雙向通訊。②礦用隔爆兼本質(zhì)安全型電源箱。安全型電源箱,顧名思義就是為礦壓監(jiān)測設(shè)備運行提供動力資源,當前,主要采用的是交流電源以及備用電源,備用電源主要是依靠畜電池。安全型電源采用兩種方式供電,主要原因在于避免交流電供應出現(xiàn)問題,出現(xiàn)設(shè)備運行終止這一問題。安全性電源箱中的備用電源,供電能力較強,僅僅用于人員定位,則可以持續(xù)工作10小時以上。③有線、無線本安分站。礦壓在線監(jiān)測設(shè)備具有多通道、多制式的信號采集與通訊功能,能夠及時將監(jiān)測到的各種環(huán)境參數(shù),實時傳輸?shù)降孛嬷行恼尽T撛O(shè)備通常安裝在工作面與巷道的交叉口,一旦工作地點發(fā)生位移,設(shè)備安裝地面則需要進行相應的變動,同時可隨時根據(jù)無線數(shù)字壓力機實現(xiàn)雙向通訊。④信息傳輸接口。改色通常安裝在地面調(diào)度室中,實現(xiàn)信號交換,絕壁電源、工作狀況指示功能。
礦壓在線監(jiān)測數(shù)據(jù)結(jié)果是否準確與現(xiàn)場監(jiān)測人員儀器操作熟練程度與責任心密切相關(guān)。作為一名合格的監(jiān)測人員需符合以下幾點要求:
①熟悉礦壓監(jiān)測程序、內(nèi)容以及原理,能熟練運用礦壓在線監(jiān)測設(shè)備;②負責礦壓監(jiān)測儀器、儀表日常維護;③按時、高質(zhì)量完成工作面與工作現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集工作,及時記錄監(jiān)測位置,及時傳輸將監(jiān)測結(jié)果至計算機數(shù)據(jù)處理軟件庫;④數(shù)據(jù)處理并打印,及時上交給有關(guān)負責人。
總而言之,礦壓在線監(jiān)測系統(tǒng),主要是由多種現(xiàn)代先進技術(shù)融合為一體的技術(shù),能夠在復雜環(huán)境下實現(xiàn)工作狀況的自動監(jiān)測與分析,降低了礦壓觀測工作量,提高了工作成效。
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