煤礦生產環境惡劣復雜,且隨著開采加深,礦山壓力變化,極有可能造成冒頂事故。為了防止冒頂安全事故,需要對煤礦壓力進行監測、分析、預警,及時發現壓力異常,排除問題。煤礦壓力監測系統是對煤礦進行全礦井壓力監測的系統,主要廣策工作面及四周圍巖應力、頂板變形與破壞、支柱壓縮與載荷、支架變形等,并且將這些數據進行記錄、整理分析,掌握礦壓變化和變化規律,從而制定監測預案,巷道選用何種支護方式,以指導安全生產。
煤礦壓力監測系統由一系列壓力傳感器裝置、壓力監測分站、監測服務器、煤礦壓力監測上位機軟件等軟硬件模塊組成,利用傳感器、計算機監測、數據通信等技術,實現了復雜環境條件下對煤礦壓力的自動監測和分析,用戶通過上位機軟件可以實時在線監測礦山壓力變化、歷史數據查詢分析、用戶管理等各項操作。
煤礦壓力監測系統具體功能主要包括以下幾點:
(1)全礦井壓力監測:在煤礦需要進行壓力監測的地方(包括工作面、巷道、頂板、圍巖、綜采支架、離層等)安裝壓力檢測傳感器裝置(包括礦用本安型數字壓力計、礦用本安型頂板位移傳感器、礦用本安型錨桿測力計、礦用本安型鉆孔應力傳感器),對礦井綜采壓力、圍巖移動、錨桿應力、鉆孔應力進行實時監測。
(2)壓力監測數據自動存儲記錄:壓力監測分站自動完成數據分類存儲,數據存儲周期為半年;監測系統的服務器自動存儲歷史數據。
(3)監測壓力數據自動傳輸、共享:各傳感器裝置具有無線網絡自組網數據傳輸功能和有線485傳輸功能,將監測到的壓力數據傳輸給壓力監測分站;壓力監測分站具有無線接收傳感器數據功能,通過無線或有線數據傳輸將數據傳輸至地面監測中心。
(4)壓力數據實時顯示:各傳感器裝置可就地實時顯示檢測到的壓力數據;壓力監測分站處理傳感器數據并分類顯示各傳感器最新數據;地面監測中心上位機軟件系統實時顯示最新壓力數據及壓力變化折線圖。
(5)數據保護:壓力監測分站與上位機通訊中斷再聯通后,傳感器數據續傳,保護數據完整,避免數據丟失。
(6)自動報警:當監測到壓力變化異常時,壓力監測分站自動聲光報警,及時通知相關人員。
(7)壓力變化分析:壓力監測系統上位機軟件將監測曲線顯示、分析,用戶可直觀掌握壓力變化情況;可按條件查詢輸出壓力監測歷史數據和報表。
(8)安全評估分析:系統按照相關理論綜合評估分析頂板安全,根據不同災害制定監測預案。
(9)用戶管理:可制定不同用戶角色、權限,不同用戶具有不同操作權限。