[实用新型]一种基于支架阻力监测的冲击地压在线监测系统有效
申请号: | 202020954594.0 | 申请日: | 2020-05-30 |
公开(公告)号: | CN212406811U | 公开(公告)日: | 2021-01-26 |
发明(设计)人: | 刘金海;张修峰;刘广成;李光明;徐放艳;王士勇;张超 | 申请(专利权)人: | 山东思科赛德矿业安全工程有限公司;张修峰 |
主分类号: | E21F17/18 | 分类号: | E21F17/18;E21D23/12;E21D23/04 |
代理公司: | 济南泉城专利商标事务所 37218 | 代理人: | 张贵宾 |
地址: | 271000 山东省泰安市泰山区*** | 国省代码: | 山东;37 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 支架 阻力 监测 冲击 地压 在线 系统 | ||
本实用新型提供了一种基于支架阻力监测的冲击地压在线监测系统,包括位于地面上的地面处理系统和设置井下的超前液压支架阻力在线监测装置、支架定位系统,所述超前液压支架阻力在线监测装置、支架定位系统分别连接井下光纤环网和井下隔爆型本安电源;所述超前液压支架阻力在线监测装置包括超前液压支架、安装在超前液压支架上的支架压力传感器、安装于工作面巷道帮部的数据采集器、井下分站,所述支架定位系统包括标识卡、读卡分站。本实用新型通过巷道超前液压支架阻力在线监测并实现支架的自动定位,以找到高应力区及其变化趋势,实现冲击地压危险区和危险程度的实时监测预警和预报。
技术领域
本实用新型涉及采矿工程技术领域,特别涉及一种基于支架阻力监测的冲击地压在线监测系统。
背景技术
近年来的我国煤矿冲击地压灾害愈发严重,国内外已针对冲击地压监测预警开展广泛的研究,在冲击地压监测预警方法与装备方面取得众多有益的成果。在冲击地压危险监测预警方法与装备方面,主流应力场监测包括:钻屑法、在线应力法、矿压观测法、弹性波和震动波CT法等; 主流震动场监测包括: 微震法、声发射、电磁辐射等。
实践证明,由于冲击地压的复杂性,上述单一方法均难以做到对冲击地区的准确预警,而考虑多种方法的多参量综合监测预警更为科学。其中钻屑法、在线应力法、微震法使用最为广泛。在线应力法是基于“当量钻屑量原理”和“多因素耦合”的冲击地压危险性确定方法。其基本原理是岩层运动、支承压力、钻屑量与钻孔围岩应力之间的正相关关系。通过实时在线监测工作面前方采动应力场的变化规律,找到高应力区及其变化趋势,实现冲击地压危险区和危险程度的实时监测预警和预报。具体做法是在煤层中埋设钻孔应力计,配合数据采集、传输、处理等系统实现在线监测,其监测的对象为巷道两侧煤岩体。
在煤矿冲击地压防治过程中需要在采煤工作面两侧的巷道内布置超前液压支架,在实际监测预警工作中发现,超前液压支架支护阻力与巷道两侧煤岩体内钻孔应力计监测数值呈现完全的正相关,当煤层厚度较大,煤体单轴抗压强度相差较大时,首先出现煤体应力显著增加及变形的是单轴抗压强度较低的部位,此时若钻孔应力计埋设在强度较大的煤体内,其监测效果相对超前液压支架支护阻力不够敏感。其次,超前液压支架支护阻力直接反应处巷道顶底板煤岩体受力特征,对于冲击地压常见的瞬间底鼓、顶板下沉等,超前液压支架支护阻力监测显得更为直接。最后,由于超前液压支架需要随着工作面的回采而不断移动,对于非自移式超前液压支架,频繁移动时需准确记录实际安装位置,否则对危险区域的判别将出现偏差。
发明内容
本实用新型为了弥补现有技术的不足,提供了一种基于支架阻力监测的冲击地压在线监测系统。
本实用新型是通过如下技术方案实现的:一种基于支架阻力监测的冲击地压在线监测系统,包括位于地面上的地面处理系统和设置井下的超前液压支架阻力在线监测装置、支架定位系统,所述超前液压支架阻力在线监测装置、支架定位系统分别连接井下光纤环网和井下隔爆型本安电源;所述超前液压支架阻力在线监测装置包括超前液压支架、安装在超前液压支架上的支架压力传感器、安装于工作面巷道帮部的数据采集器、井下分站,所述支架定位系统包括标识卡、读卡分站。
进一步的,所述支架压力传感器安装在超前液压支架的立柱压力接口上,数据采集器与井下分站之间、井下分站与井下光纤环网之间均通过信号电缆Ⅰ连接.
进一步的,所述井下分站通过供电电缆Ⅱ与井下隔爆型本安电源连接。
进一步的,所述数据采集器、读卡分站分别通过供电电缆I与井下隔爆型本安电源连接,读卡分站通过信号电缆Ⅱ连接井下光纤环网。
进一步的,所述每台超前液压支架上安装一个支架压力传感器、一个标识卡。
进一步的,所述数据采集器和读卡分站每隔100-200m安装于工作面巷道的帮部。
与现有技术相比,本实用新型的有益之处为:
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