[发明专利]一种顶板灾害监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种监测系统，特别是一种煤矿顶板灾害监测系统。 

背景技术

顶板事故是威胁煤矿安全生产最为严重的煤矿灾害。虽然我国关停安全隐患严重的小煤矿的力度逐年增强，顶板支护技术也得到日益提升，监测技术也在不断获得推广应用，然而顶板事故依然频繁发生，这除了高强度回采工作面大量增多、对大量投入开采的西部矿区煤层矿压特点了解较少等原因外，一个重要的原因就是缺乏更全面更准确更及时的监测数据指导煤矿安全生产。 

目前，在我国，虽然矿压监测系统或顶板监测系统在煤矿领域已经得到了广泛应用，但实际上对指导煤矿安全生产还处在边缘地位，并未能起到关键作用。其中原因主要集中在两点：一是数据采集间隔时间太长，为了避免采集的数据量太大，监测系统设置的采样间隔时间仅能满足最短30s的巡检周期要求，导致无法及时捕捉到顶板运动变化信号，实时性差；二是检测系统提供的直接用于评价顶板灾害的预警指标太少，甚至只提供了原始数据，通过原始应力或位移数据评价顶板灾害，而没有形成预警指标，导致评价结论片面，甚至失准。例如，专利CN201236722Y公开了一种顶板动态监测系统，监测系统包括综采工作面液压支架监测子系统、巷道顶板及围岩离层监测子系统、煤岩超前支撑应力监测子系统和巷道围岩锚杆支护应力监测子系统四个子系统。这种监测系统采用的依然是常规数据采集方式，数据实时性差；同时这种监测系统只是扩大了横向监测范围，用更多的监测分站来提高对顶板监测的准确性，未能向纵深拓展，形成更全面准确反映顶板灾害状况 的预警指标，对顶板灾害的预警效果依然较差。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于现有的监测系统无法更及时捕捉顶板变化信号和更全面准确反映顶板灾害状况，因而预警效果较差，为此，本发明提供了一种顶板灾害监测系统，采集数据更及时，更能准确的捕捉顶板运动信号，并能够形成全面的预警指标，预警效果更好。 

本发明采用的技术方案如下： 

一种顶板灾害监测系统，包括地面服务器、网络交换机、本安型监测分站和若干传感器，所述网络交换机与所述地面服务器连接，所述本安型监测分站与所述网络交换机连接，所述传感器与所述本安型监测分站连接，所述传感器安装有控制器，用以控制传感器的采样周期和对采集数据的处理，实现定值定时采样。定值定时采样具体含义即是先设定一个较小的采样周期，周期可仅为毫秒量级，然后按照设定采样周期进行采样，每次采样时将采样值与预先设定阀值比较，如果大于阀值，则作为新数据进行记录，如果小于阀值，则放弃不记录，阀值根据工作面的具体条件确定。 

在上述顶板灾害监测系统中，所述控制器包括电源管理部分、单片机、存储部分、总线控制电路和数模转换部分。 

在上述顶板灾害监测系统中，所述地面服务器安装有预警指标分析软件。工作面液压支架工作阻力、工作面超前支承压力、巷道围岩应力、巷道顶板离层和锚杆锚索应力等物理量实时数据经传感器监测获得后，通过监测分站、网络交换机最后传输到地面服务器，存储到地面服务器上的数据库内。安装在地面服务器上的预警指标分析软件将会及时自动从数据库中调出监测数据，根据预设的计算方法和数学模型计算出各预警指标值，根据预警指标值评价顶板灾害状态，并给出不同的预警信号。预警指标能够全面准确的反映顶板灾害状态，预警指标包括工作面液压支架初撑力、增阻率、安全阀开启率、液压之间前后柱不均衡性和工作面来压步距等。 

在上述顶板灾害监测系统中，所述网络交换机有两台以上，网络交换机 之间连接形成以太环网，所述网络交换机之间通过光纤连接。 

在上述顶板灾害监测系统中，所述网络交换机上连接有一个以上的本安型监测分站，所述本安型监测分站与所述网络交换机之间通过传输电缆连接。 

在上述顶板灾害监测系统中，所述的本安型监测分站上连接有一个以上的传感器，传感器为压力传感器或位移传感器。 

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点： 

①本发明提供的顶板灾害监测系统，包括地面服务器、网络交换机、本安型监测分站和若干传感器，传感器上安装有控制器，实现了定时定值采样，因此，不仅能够保证及时捕捉顶板运动信号，而且还不会因为采集数据太多影响传输速度和增加存储负担。 

②本发明提供的顶板灾害监测系统，其地面服务器安装有预警指标分析软件，可以及时将监测数据形成预警指标，通过全面的预警指标数据对顶板灾害状态给出预警指示，因此预警效果更准确更全面。