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产品介绍

KJ520煤矿顶板动态监测系统是一套专用于对顶板动态进行远距离实时监测的分布式系统,主要用于实时监测综采支架工作阻力、单体支护工作阻力、工作面顶板下沉量及支架倾角、巷道顶板和围岩的松动离层量、巷道锚杆()的锚护应力、煤体或岩体内部应力等矿压参数,可实现井上动态显示监测参数、数据分析处理等功能,便于评价回采工作面支架对顶板运动的适应性及巷道现有支护参数的合理性,研究顶板动态规律和采场防控措施,并对现有矿压监测手段提出可行性改进意见,为确保矿井的安全生产提供依据,可有效地减少煤矿井下顶板事故的发生。

伴随着工作面的不断推进,综采支架需要不断的移架跟进,使得安装于工作面上的仪器设备之间的连接电缆非常容易被挤断、压断、扯断,后期电缆维护越来越困难,频繁造成工作面顶板矿压参数无法正常连续监测,给煤矿安全生产带来诸多隐患和不便。巷道内监测仪器设备安装后不需要移动,上述断线问题很少发生,电缆维护容易,而巷道内监测仪器更换电池比较困难。综合以上诸多因素考虑,KJ520煤矿顶板动态监测系统中用于工作面矿压参数监测的仪器设备采用无线网络传输和电池供电,用于巷道矿压参数监测的仪器设备采用电缆传输和本安电源供电,充分利用了煤矿井下不同地点应该使用不同数据传输方式和设备供电方式这一理念,因地制宜,完美地解决了目前市场上此类系统在数据传输和设备供电等方面存在矛盾的问题。

无线网络采用了自组网通讯技术,网络工作在2.4GHz ISM频段内,每个传感器都有12个通讯频道,可根据现场需求选择合适的频道。同一个区域内允许多个频道的无线网络存在,互不影响。无线网络内的任意传感器都可和其它传感器进行通讯,可以自动选择、更换最佳的通讯路径将数据信息上传到无线传输分站。无线网络内某传感器发生故障无法转发信息时,其它传感器可自动搜索其它可用路径,选择并记录下来作为下次通讯的路径,无线网络具有良好的自愈能力,保障了无线网络结构的健全性和通讯的可靠性。

系统功能

监测

监测综采工作面支架和超前支护单体支柱工作阻力,并能够现场显示和超限报警;

监测煤矿巷道顶板及围岩离层位移和速度,并能够现场显示和超限报警;

监测煤矿巷道顶板及两帮锚杆或锚索的支护应力变化,并能够现场显示和超限报警;

监测煤体或围岩内部应力变化,并能够现场显示和超限报警;

监测工作面顶板下沉量位移变化及各种支护设备倾斜角度变化,并能够现场显示和超限报警;

实现

井上计算机实时动态显示监测参数,出现异常可以实时报警;

井上计算机自动记录存储监测数据;

连续监测曲线显示、分析;

历史数据、报警记录等分类查询以及报表输出;

监测数据实时曲线和历史曲线分析、显示、打印;

监测数据综合分析及顶板安全评估分析;

网络用户web访问模式在线动态监测;

数据库数据信息共享;

系统简单故障自诊断,并支持系统故障上传;

监测曲线实时动态显示;

监测数据三维立体曲面分析显示;

重要事件的GPRS短信寻呼功能。

支持

采用先进灵活的通讯技术手段,支持多种传输介质的数据通讯;

网络版监测软件支持多用户端在线监测和信息共享;

支持无人值守和多种数据备份功能;

支持主站操作查询各分站实时监测数据,减小了工作人员的工作强度。

维护

若系统接入internet网络可实现远程维护功能。


系统技术特点

电池供电设备无需打开盖子即可实现电池更换,类似手电筒电池更换;

电池供电设备自动检测电池电量,电池电量低时及时通知用户;

电池供电设备采用微功耗设计,电池可持续工作时间不小于180天;

该系统是专用于煤矿顶板安全的监测系统,系统采用了开放性的网络结构;

支持多种类型参数监测和分析;

系统具有灵活的配置模式,适用于井下不同开采条件的测区、测点布置;

系统组成部分(设备)是专门针对煤矿井下设计的,具有功耗低,安全可靠,安装方便和可重复使用等特点;

系统具有专业化的监测数据分析功能,数据分析精确可靠;

支持局域网、客户端、Web模式操作,各终端可实现数据共享;

专业化的监测分析软件采用C/S+B/S结构。

无线网络技术特点

工作面监测仪器采用先进的2.4G Zigbee无线自组网技术,利用无线网络传输取代通讯电缆传输;

无线网络采用多径路由协议,充分利用网络中路由的冗余,使得网络具有优异的自愈性、稳定性和极佳的数据吞吐量,即使在移动的组网环境下也能轻松应对;

多频信道可配置,12个通信频道;

使用时可以随意增减传感器个数,可以移动、互换传感器安装位置;

路由的选择综合考虑了信号质量、仪器供电电池电压以及无线网络传输距离等诸多因素;

传感器测点与无线分站可组成对等式无线网络,实现数据的自动中继;

无线网络中某个节点损坏不会影响整个通讯链路。

综合技术指标

最大系统监测测点容量:≤1020

每台监测主站站点容量:≤255

每台无线分站测点容量:≤64

巡测周期:≤30秒(典型配置)

通讯方式:①光纤(单模);②RS485总线;③以太网(TCP/IP);④Zigbee无线网络

通讯距离:≤20Km(光纤)  5KmRS485  200m(无线通讯,井下可视无遮挡)

通讯速率:1200~19200bps

电源:①井上采用UPS作为备用电源  ②井下采用矿用隔爆兼本安不间断电源供电

③工作面监测仪器采用电池供电

参数量程:工作阻力:0~60MPa

          离层位移:0~300mm

          锚杆应力:0~300KN

          钻孔应力:0~20MPa

          倾斜角度:-45°~ +45°

          离层位移测量深度:020m

          钻孔应力测量深度:0~30m

防爆型式:本质安全型“ExibⅠ”

Zigbee无线网络原理介绍

无线网络采用自组网技术,采用了DigiMesh对等网络通讯网络协议。网络中每一个节点都可设置为路由节点,使得区域内的所有节点连接成一个无线自组网络。网络内允许每个节点有多个通讯路径,节点自动选择最佳、最稳定路径进行通讯。无线网络具有自愈功能,路径上某一节点失效后,网络能够自动搜索新的可用路径,并将新路径存储,供下次直接使用。无线网络中采用的同步休眠技术,可以显著降低无线网络的功耗,延长电池使用寿命。

与同类产品比较

名称

KJ520煤矿顶板动态监测系统

433MHz无线矿压监测系统

传统2.4GHz无线矿压监测系统

工作频率

2.4G ISM

433MHz

2.4GHz

传输距离

不小于200米(井下视距)

小于200米(井下视距)

小于90米(井下视距)

通讯频道

12个频道可选择

单个频道

单个频道

传输速率

250kbps

小于200kbps

小于50kbps

监测结构

有线+无线结构

有线+无线结构

有线+无线结构

供电方式

隔爆本安电源+电池供电

隔爆本安电源+电池供电

隔爆本安电源+电池供电