KJ345矿用液压支架压力监测系统在晓明矿N2719综采工作面的应用

KJ345矿用液压支架压力监测系统在晓明矿N2719综采工作面的应用晓明矿生产科：李慧摘要：介绍了KJ345矿用液压支架压力监测系统的工作原理，系统组成及功能。实践应用表明，通过该系统对综采工作面矿山压力进行监测，可为煤矿生产中片帮冒顶事故的预防和顶板安全管理提供可靠的数据和决策依据。关键词：片帮冒顶；矿压监测；数据记录；近年来，随着生产能力的提高、开采强度的增大和向深部开采转移，顶板安全问题越来越凸现。我国几乎所有煤矿都面临开采顶板安全问题，而这些问题往往由于局限于相对落后的监测手段和信息处理技术而被忽略，这事顶板管理不到位的主要原因。通过认真研究和安装使用，采用KJ345矿用液压支架压力监测系统对综采工作面进行矿压监测，其监测数据及时准确为预防顶板事故的发生和顶板安全管理提供了可靠的依据。1KJ345矿用液压支架压力监测系统工作原理系统接通电源后，各部分开始工作。压力传感器实时测量液压支架压力的变化值，包括前支柱压力、后支柱压力和前探梁压力，并能将压力变化量传输给压力监测分站。一个压力监测分站可以同时监测两个压力传感器的实时数据，并通过显示器翻屏显示出两个传感器当前的压力值，当采集到的数据超过设定的报警值时可以进行声光报警。压力监测分站将采集得到的信息通过CAN总线回传到数据传输分站，数据传输分站的液晶显示器就可以显示所连接的压力监测分站的编号信息、支架信息及支架的压力信息。数据传输分站能够对压力监测分站的编号和报警临界值进行设置，并对压力传感器的数据进行巡检，当监测到某个液压支架的压力值超过给定范围时给出报警提示（采集点位置变为红色，正常时为绿色）。通过按下通话键可以与工作面所连接的压力监测分站之间进行通话。当系统断电后，电池仍可满足系统正常工作两个小时。数据传输分站能够将数据通过通讯电缆连接到井上数据传输接口，接口将接收到的数据通过“232”口传输到监控主机，监控主机就可以实时显示井下压力传感器的数据信息，并可以将数据进行存储，形成历史数据，还可以显示某段时间的压力值和压力曲线图。2KJ345矿用液压支架压力监测系统组成系统主要由监控主机、KJ345—J一般兼本质安全型数据传输接口、KJ345—F1矿用本安型数据传输分站、KJ345—F2矿用本安型压力监测分站、隔爆兼本安型电源箱、GPD60矿用本安型压力传感器及KJ345—S矿用本安型触摸鼠标等组成。如图1图1KJ345矿用液压支架压力监测系统组成图3KJ345矿用液压支架压力监测系统的主要功能井上计算机动态显示监测参数、报警；井下现场显示数据和报警；监测数据自动记录存储；连续监测曲线显示、分析；历史数据查询及报表输出；4KJ345矿用液压支架压力监测系统的应用4.1工作面概况该工作面位于北二采区七层十九段，采用单一中厚煤层一次采全高倾斜长臂后退式全部跨落法的综合机械化采煤。工作面运顺长1341米，回顺长1341米，切眼长195米，煤层平均厚度为2.5米，面积249235平方米。基本顶为粗砂岩、粉砂岩，平均厚度23.77米，白色，含水。直接顶为粉砂岩，平均厚度5.20米，近水平层理，含炭屑。伪顶为炭质页岩，平均厚度0.1米，黑色，层状结构，含炭高，夹煤线，易冒落。直接底为粉砂岩，平均厚度8.93米，水平层理，泥质胶结。该工作面使用的液压支架总数为136架，型号分别为：端头支架ZTZ2250019/35；过渡支架ZY6400-15/32；液压支架ZY6400-13/29。4.2安装及使用情况（1）设备安装情况：数据传输器（主站）和电源安装在工作面运顺变电列车上，5台采集分站分别连接10台压力传感器，10台压力传感器分别安装在3#、17#、32#、46#、61#、75#、90#、104#、119#、133#支架上，各台设备之间都通过通讯电缆连接。如图2数据传输主站电源变电列车1#采集分站接3#支架2#采集分站接32#支架接46#支架5#采集分站10#压力传感器接119#支架接133#支架N2719切眼N2719运顺N2719回顺推进方向电话线路至井上9#压力传感器4#压力传感器3#压力传感器2#压力传感器1#压力传感器接17#支架图2KJ345矿用液压支架压力监测系统安装示意图（2）KJ345矿用液压支架压力监测系统使用情况：当工作面遇地质构造或特殊地点（如回顺钻场）时，该系统的实时监控及报警功能就能及时显示压力变化值并报警通知现场工作人员，及时采取措施加强支护确保工作面顶板安全。通过该系统的历史数据记录和压力曲线图及工作面推进度可知工作面周期来压的步距及具体时间。由此可以在工作面周期来压之前充分做好准备，加强工作面液压系统管理及顶板支护，确保工作面顺利渡过周期来压。顶板事故发生都是有条件的，也是有规律的，其原因不外乎两方面：一是对采场顶板情况及其活动规律（包括可能的运动范围、方向及时间）不够清楚；二是缺乏有针对性的控制措施。因此用有效的手段实现对顶板的监测，掌握顶、底板活动规律，提前采取有针对性的控制措施，把顶板管理建立在科学的、可靠的基础之上，绝大部分顶板事故是可以预防的。使用KJ345矿用液压支架压力监测系统对工作面压力进行实时监控及数据分析，能够科学掌握采场顶板情况及其活动规律（包括可能的运动范围、方向及时间），为提前采取有针对性的控制措施提供理论依据。N2719综采工作面从2010年6月份开采至今，通过使用KJ345矿用液压支架压力监测系统对工作面压力进行实时监控及数据分析，及时采取有效措施，杜绝了各类顶板事故的发生。由此可知使用KJ345矿用液压支架压力监测系统对综采工作面压力进行实时监测取得了很好的效果，为综采工作面顶板管理提供了可靠的依据。图3为地面监控计算机显示的系统模拟图。图4为地面监控计算机显示的实时数据图。图5为地面监控计算机显示的历史数据查询图。图6为地面监控计算机显示的压力曲线图。图3KJ345矿用液压支架压力监测系统模图4KJ345矿用液压支架压力监测系统实时数据图图5KJ345矿用液压支架压力监测系统历史数据查询图图6KJ345矿用液压支架压力监测系统压力曲线图5结论应用实践表明：KJ345矿用液压支架压力监测系统与以往的采用人工监测的方法相比，安装简单，使用方便，记录数据真实有效，且能实现实时在线监控和历史数据查询及数据分析等功能。可为综采工作面矿压观测和顶板安全管理提供可靠的数据和决策依据。