煤矿巷道顶板离层结构健康监测系统设计

针对现有煤矿巷道顶板离层监测主要采用机械式顶板离层仪,存在观测不方便、误差比较大、数据实时性差等问题,设计了煤矿巷道顶板离层结构健康监测系统。该系统通过光纤位移传感器自动测量巷道顶板离层的位移状况,采用计算机监测巷道顶板离层结构的应变、位移等参数,评价离层结构的安全性,进而维护结构的健康。实际应用表明,该系统具有实时观测、误差小、效率高等优点。     

基于工业以太网的顶板离层检测传感器设计

针对传统的顶板离层检测方法存在测量精度低、测量结果无法自动上传的问题,设计了一种基于工业以太网的顶板离层检测传感器。该传感器采用2个拉绳式位移传感器检测顶板离层的深部和浅部位移量,通过位移检测电路将拉绳式位移传感器输出的电流信号转换为电压信号,供单片机采样;单片机根据采样的电压值,分析计算深部和浅部位移,得到顶板离层量;计算结果通过以太网自动上传,供地面监控计算机分析使用。测试结果表明,该传感器可以实现顶板离层位移的精确测量,测量误差为±2.5%,并可以方便地上传测量结果。     

采用SmartMesh网络的顶板离层监测系统设计

针对煤矿井下有线巷道顶板离层监测系统存在安装复杂、成本高,以及无线系统存在传感器功耗高、可靠性差、实用性不佳的问题,采用无线低功耗通信技术,开发了以Smart Mesh低功耗链状无线网络为主要通信链路的无线顶板离层监测系统。系统以磁敏角度传感器为核心部件,对顶板位移信息进行监测,并采用Smart Mesh低功耗无线自组网技术进行数据传输。通过地面中心站,实现了顶板离层数据显示、位移变化量和速度变化分析。现场应用结果证明,该系统具有实用性佳、可靠性高、传感器功耗低等特点。该系统对煤炭企业建设矿山物联网(IOT)具有重要参考价值。     

KJ132顶板离层监测系统研究与应用

为了实现井下巷道顶板离层的实时动态监测,自主研发了基于CAN总线的KJ132顶板离层监测系统。详细介绍了系统的组成与原理,并给出了该系统的煤矿上的应用效果,表明了KJ132顶板离层监测系统能准确及时的监测井下巷道顶板的运动情况。     

KJ132顶板离层监测系统的研究与应用

为了实现井下巷道顶板离层的实时动态监测,自主研发了基于CAN总线的KJ132顶板离层监测系统。详细介绍了系统的组成与原理,并给出了该系统的煤矿上的应用效果,表明了KJ132顶板离层监测系统能准确及时的监测井下巷道顶板的运动情况。     

光纤光栅传感技术在煤矿安全监测系统中的应用

分析了光纤光栅传感技术原理及其优势,并介绍了其在煤矿安全监测系统中的典型应用。基于光纤光栅传感原理研制的各类矿用传感器可以实现对顶板压力、顶板离层、渗漏、采空区温度、竖井安全度、滑坡位移等的监测。     

崔家沟煤矿巷道围岩变形规律研究

以崔家沟煤矿2209工作面回风巷为工程背景,采用"十字布点法"和顶板离层仪对巷道表面和顶板深部围岩变形进行了为期30d的现场监测。结果表明:顶底板累计移近量为142～222mm,两帮累计移近量为140～294mm,累计底鼓量为54～94mm,顶板累计离层量为44～77mm,巷道顶底板和两帮移近量、底鼓量、离层量呈递增趋势;在顶板和两帮变形大的地方底鼓较明显,深基点和浅基点范围内均发生离层;在监测前期,巷道顶底板和两帮变形处于缓慢收敛阶段,在监测后期,巷道顶底板和两帮变形处于加速收敛阶段,说明巷道已进入二次变形阶段。     

基于分布式光纤技术的煤矿巷道顶板监测系统

当前巷道顶板变形监测方式为基于井下工业环网的在线实时监测,采用电子式和光纤光栅式的位移传感器并以无线方式连接,存在有较多监测盲点、误差较大、依靠连续供电等问题。针对上述问题,设计了一种基于分布式光纤技术的煤矿巷道顶板监测系统。该系统以布里渊光时域反射计(BOTDR)作为数据采集和分析的核心监测工具,采用5 mm钢绞线光纤作为感测光纤,以锚杆、锚索为固定点布设光缆,通过顶板光纤的应变变化来监测顶板变形状况,实现了对煤矿巷道顶板的实时在线分布式监测。现场应用结果表明,光纤应变变化能够实时准确地反映顶板变形情况,基于光纤应变的顶板监测结果与顶板离层仪监测结果、十字法观测结果一致。用光纤应变表征顶板变形程度消除了人为因素和断电等影响,保证了监测结果的客观性,这种长距离、耐腐蚀、抗干扰、无需供电的分布式光纤应变监测方式为煤矿提供了一种全新的巷道监测手段。     

KJ765(A)矿用顶板压力监测系统

<正>KJ765(A)矿用顶板压力监测系统由天地(常州)自动化股份有限公司研制推出。该系统是基于以太网平台建立、可实现全矿井矿压在线监测的综合监测系统,支持多元矿压参数监测,每个测区内可兼容支架工作阻力、顶板离层、围岩应力、锚杆/索支护应力多元参数监测,实现了复杂环境条件下的煤矿顶板自动监测和分析。     

基于FBG传感器网络的煤矿巷道在线监测系统设计

在掘进和采煤的过程中,巷道围岩的受力情况复杂多变,因此,巷道离层位移和围岩压力的实时监测是保证巷道正常工作的一个重要因素。设计了一种基于FBG传感器网络的煤矿巷道在线监测系统。该系统实现井下700 m数据采集,井上分析处理,可提供时序趋势变化、结构分布变化和阈值报警等功能。根据朱仙庄煤矿巷道的特点,系统安装4只FBG位移传感器、4只FBG土压力传感器和4只FBG温度传感器,对巷道掘进区域的离层位移、围岩压力和温度变化进行在线监测。监测结果表明:系统对离层位移、围岩压力和巷道温度变化反映灵敏,能够有效保证巷道掘进的正常进行,且为后续巷道施工提供数据支持和理论依据。     

基于CC2530的矿用无线顶板压力传感器的设计

针对有线顶板压力传感器存在传输线易被砸断、维护困难等问题,提出了一种基于CC2530的矿用无线顶板压力传感器的设计方案,介绍了该传感器的硬件组成和工作流程。该传感器可对采集到的压力变送器数据经处理后通过天线传输至无线监测分站,方便地完成煤矿井下综采工作面液压支架和单体支柱的监测。测试结果表明,该传感器的无线发射功率高,接收灵敏度好,信号调制质量良好。     

矿井顶板下沉监测中信号远程传输系统的设计

针对目前大多数顶板下沉监测仪存在的数据收集工作量大、顶板下沉数据无法上传地面等问题,文章提出了一种矿井顶板下沉信号远程传输系统的设计方案,详细介绍了系统的工作原理、数学模型,并确定了关键参数,同时给出了系统硬件电路设计。该系统将顶板下沉数据以频率信号的形式远程传输至矿井安全监测监控系统通信分站的模拟量接口,使得矿井安全监测监控中心可实时监测和采集各个监测点的顶板下沉状态和数据,提高了顶板下沉监测的连续性、真实性。现场运行表明,该系统易与矿井通信分站通信,各项运行指标完全满足煤炭行业所规定的国家标准。     

多通道裂缝位移监测仪的研制

在线性位移传感器、STM32微控制器、无线传输技术的基础上,设计了一种多通道的裂缝位移监测仪。重点介绍了该监测仪器的总体设计方案及硬软件结构。该监测仪器结构简单、功能实用,能实现对裂缝的远程、实时、自动监测。经室内模拟实验,验证了位移监测仪工作稳定,可以应用于野外裂缝的实际监测中。     

一种位移速度传感器的设计

针对综采工作面支架活柱下缩的位移、速度检测的现状,提出了一种数字式位移速度传感器的设计方案,阐述了系统的机械结构组成、工作原理及增量式光电脉冲编码器的工作原理,并给出了传感器硬件接口电路和测试结果。在使用过程中设备工作性能稳定,测量精度高,满足了设计要求。     

抽油机检测系统的设计与应用分析

针对当前中国大部分油田主要凭借人工经验判断抽油机运行状况而无法及时发现抽油机故障的问题,从系统功能、硬件设计及软件设计等方面介绍了一种全新的抽油机检测系统设计方案。该系统采用集散式控制结构及GPRS无线通信方式,实现了对抽油机电动机电流及电压、荷载、位移等参数的监测。     

Design and optimization of roof trusses using morphological indicators

The adequacy of a structure in strength, stiffness and stability can be evaluated using morphological indicators. This article establishes these indicators for volume, displacement and buckling, for roof trusses. Easy to use graphs then allow to take design decisions at the early stage of conceptual design. Although less precise than computer driven optimization methods, morphological indicators are a simple tool to choose an appropriate typology. In this article roof trusses are added to the morphological indicator theory.     

基于CCD的垂线坐标仪的设计

针对矿井井壁变形引起的径向位移测量问题,提出了一种基于CCD的垂线坐标仪的设计方案,给出了垂线坐标仪的结构及其在井壁变形监测系统中的布置,详细介绍了垂线坐标仪的软、硬件设计。该垂线坐标仪利用CCD采集光信号并将其转换为视频信号,采用LPC932对采集的视频信号进行二值化处理及计数,并将处理结果发送至地面计算机进行分析,从而得到矿井井壁变形引起的径向位移量。测试结果验证了该垂线坐标仪的稳定性和精确性。