基于ZigBee的无线顶板压力监测系统设计

针对目前矿井下有线顶板压力监测系统存在布线复杂、维护不便等缺点,提出了一套基于Zig Bee平台,采用Cortex-M3为内核的STM32W模块设计开发的矿井压力监测系统。该系统通过CAN总线将测量点数据送到监测PC机,实现对矿井顶板压力数据的实时监控,同时记录历史数据从而能够研究顶板来压规律,为顶板管理提供参考依据。经过大量的实验验证,系统的硬件和软件程序工作可靠,操作方便,具有推广应用价值。

ZigBee无线技术在顶板压力监控系统中的应用

针对目前顶板压力监测系统中组网方式存在的不足,采用Zig Bee无线技术设计了智能顶板压力监控系统,该系统由网关节点、终端节点和路由节点组成,通过在工作面安装压力传感器检测顶板压力,在环境复杂的煤矿井下经Zig Bee无线传感器网络传输至上位机进行数据分析.研究结果表明:该设备具备测量精度高、通信便捷、操作方便、价格低廉等优势.该成果对于有效预防冒顶事件的发生,确保煤矿安全生产起到重要作用.

露天边帮煤井工长壁综放开采工作面顶板压力计算

受露天矿剥离和内排回填的影响,采用井工长壁采煤法回采露天矿边帮煤的采煤工作面的顶板结构、覆岩活动规律、矿山压力显现规律与常规井工矿井地层条件下的工作面相比存在显著差别,因此,顶板压力计算方法也需要根据露天矿边帮煤特殊的顶板覆岩结构特点和应力场环境进行理论和实验研究。以黑岱沟露天矿一采区西帮和南帮煤为研究对象,分析其边帮煤层顶板覆岩结构特点。对于经过内排回填,且剥离较多的低台阶处煤层仅保留较薄且强度较低的基岩顶板,其上覆盖厚层的松散排土。这种软弱薄基岩厚松散覆盖层的顶板本质上不存在关键层,露天矿台阶下保留的软弱薄基岩仅仅作为井工长壁工作面的直接顶提供有限的保护作用。由于厚层的松散排土载荷作用,软弱薄基岩的破碎也较为严重。按照传统的矿山压力理论,这种不存在关键层的软弱薄基岩厚覆盖层的顶板压力应当按照支架上方全部岩层重量进行计算。然而,根据相似材料实验结果显示,支架实际受压比其上方岩层重量小得多。实验证明在没有关键层的顶板岩层中仍然存在某种保护结构。根据实验观察和矿山压力理论分析,结合放矿理论,提出了软弱薄基岩厚覆盖层的椭球拱结构和直接顶自承能力相结合混合力学模型。在露天矿边帮下煤层还存在另一种未进行内排回填的薄基岩无覆盖层的顶板覆岩类型。对于这种顶板覆岩类型,提出了薄基岩无覆盖层的台阶式悬臂梁结构和直接顶自承能力的混合力学模型。本文总结了露天矿边帮煤层3种顶板覆岩类型,推导建立了露天边帮煤井工长壁开采工作面3种顶板结构条件下的顶板压力计算解析公式。按照软弱薄基岩厚覆盖层的椭球拱结构和直接顶自承能力相结合混合力学模型计算的顶板压力与相似材料实验结果相吻合。考虑了直接顶自承能力计算的顶板压力比传统不考虑直接顶自承能力的顶板压力小约14%。采用实验和理论分析方法,对露天边帮煤井工长壁工作面开采过程顶板垮落、覆岩活动,顶板压力计算等矿山压力问题进行了系统研究。

顶板压力计算的盲数辨识研究

影响矿山压力计算的因素有很多,且多为不确定性因素。在其预测过程中,计算结果不是一个固定值,而是某一区间。本文利用现有多种顶板压力计算模型,充分发挥每种模型的优势。根据不同模型的计算结果,采用未确定性数学理论的盲数原理对各种模型计算的荷载进行辨识,提高准确性。

基于时空关联分析的采煤工作面顶板压力预测方法

顶板压力一般通过液压支架工作阻力进行度量,基于深度学习的顶板压力预测方法效果受训练样本集影响极大,而训练样本集的构建依赖于时间窗口的选择和紧密关联液压支架群的识别,但现有方法依靠人工经验来确定时间窗口,且忽略了不同液压支架之间的关联性,严重阻碍了顶板压力预测精度的提高。针对上述问题,提出了一种基于时空关联分析的采煤工作面顶板压力预测方法。首先,通过计算同一液压支架工作阻力序列在时间维度上的灰色关联度,选择最优时间窗口。然后,通过计算不同液压支架工作阻力序列在空间维度上的灰色关联度,获得最优辅助矩阵,识别出紧密关联液压支架群。最后,基于最优时间窗口和最优辅助矩阵,确定每个训练样本的标签和对应特征,完成训练样本集构建,以对长短时记忆(LSTM)模型进行训练来预测顶板压力。实验结果表明,与依赖人工经验构建训练样本集完成LSTM模型训练的方法相比,本文方法有效降低了顶板压力预测误差。

长壁工作面顶板压力三维动态分布规律实测与分析

重点分析顶板压力在工作面采长方向和推进方向上的分布规律及其基本特征。通过3dsMax软件进行数据处理,得到的工作面顶板压力三维立体分布图表明,全工作面顶板压力在整体上呈现"正交脉状山系"分布特征。指出,在生产管理中须高度重视顶板压力非均匀分布对支架运行及顶板安全管理的影响。为采场矿压理论研究提供科学依据。

基于LSTM-TCN的综采工作面顶板压力预测

顶板压力预测大多都使用1台液压支架的压力数据,缺乏相邻支架的压力相关性,基于相邻多台液压支架信息融合的LSTM-TCN模型预测一支架下一时刻的压力值。实验结果表明,该模型相比LSTM和TCN单支架预测模型,RMSE压力误差分别减小了12.3%和13.4%,MAE压力误差减小了10.3%和26.6%。

基于WSN的顶板压力与位移监测系统的设计

针对传统的顶板监测系统只对压力进行监测而不监测位移且存在布线繁琐等问题,设计了一套基于WSN的顶板压力与位移远程监测系统。该系统通过传感器采集节点将采集的数据发送到监测节点,最后在PC机上实时显示,实现对矿井顶板压力和位移数据的监测。经过大量实验验证,该系统可实现对采煤工作面进行长期连续的顶板压力、位移监测,通过对监测数据的分析、研究,为顶板管理提供完善的参考依据。

基于ZigBee技术的矿井顶板压力监测系统的研究

针对矿井顶板压力监测的需求,提出了一种基于ZigBee技术的矿井顶板压力监测系统方案。该系统由终端设备、路由器、协调器和上位机监测平台组成,文中对其各部分功能、网络的拓扑结构及组网策略进行了分析。

煤矿顶板压力无线智能监测装置设计

针对采煤工作面顶板压力监测问题,设计了一种煤矿顶板压力无线智能监测装置。该装置由顶板压力检测装置、分站智能手持采集仪和总站监测系统组成,成本低,维护容易,受干扰影响小。各顶板压力检测装置采集各工作点的压力值,通过红外通讯将压力数据传输给分站智能手持采集仪,分站智能手持采集仪对传来的数据进行处理,最后将数据通过CAN总线传输给总站的监测系统,总站的工业控制计算机将数据进行分析和图形化显示。该监测装置具有精度高、速度快的优点,可以有效预测综采工作面的事故,为煤矿的安全生产提供可靠保障。

煤矿嵌入式顶板压力监测系统

讨论了基于嵌入式系统的井下顶板压力监测系统的基本结构和所实现的功能,详细介绍了实现该系统的关键技术。

火成岩对采场顶板压力分布的影响

总结了火成岩对采场顶板压力的影响规律

巷道顶板压力智能监测报警系统的应用

对同煤集团塔山矿井1070大巷安设智能监测报警系统的目的及意义进行了分析,重点讨论了该系统的技术路线和主要技术特征及其实施方案,并对系统的投资情况进行了估算。

矿用顶板压力无线数据监测系统的研究与实现

针对当前福建煤矿采用木支柱支护的现状,设计了顶板压力无线数据监控系统,硬件采用Zigbee的无线传输模块和PIC16F877A单片机。压力传感器在结构上采用分体式结构,可实时采集木支柱所承受的压力;压力采集分机不仅具有压力数据采集功能,同时具有声光报警功能,为灾害的发生提供了安全预警。通过实验室测试发现,压力采集分机、压力采集终端可以同时显示压力传感器的压力值,当压力值大于报警值时,可以实现声光报警。该系统解决了当前福建煤矿顶板压力难以监测的问题,为煤矿的安全生产提供了保障。

工作面顶板压力实测及动态分析

使用高精度传感技术、微机处理技术和大量的定时定位实测数据分析研究工作面顶板压力的动态变化规律．用当日支柱工作阻力实测值反应工作面顶板长度方向（纵向）的压力分布；用连续数日实测数据分析最大压力值的位置及其转移规律；用图形逐日累计方法表示出随着工作面推进方向（横向）的压力变化规律；由动态的直方图评价工作面支护质量；根据支架参数和实测数据计算支护密度、支护强度的动态变化参数．为工作面的顶板支护控制设计提供了依据．

顶板压力及顶板动态监测传感器的研究

１前言我国煤矿发生的各类事故所造成的死亡总人数中，因冒顶而死亡者约占４０％以上，超过瓦斯事故死亡人数而居首位。同时顶板动态、顶板压力的变化又与瓦斯，煤突出相关联，是影响我国煤矿生产安全的重要因素。因此，加强矿压的实时监测，降低矿压监测成本，以较少的投...

顶板压力无线监控系统设计

针对井下采掘工作面顶板损坏引起冒顶或塌方事故,造成人员伤害和财产损失的现象,设计了一种智能式的顶板压力无线监控系统,实时监控井下顶板压力变化,实现对井下采煤机以及液压支架的自动控制。

回采工作面和采区巷道顶板压力及其控制

结合新安煤矿的生产实际,分析了回采工作面和采区巷道顶板动压力的现象,并阐述其拄制方法。控制回采工作面和采区巷道顶板动压力显现的破坏,要做好矿压观测工作、顶板舜压的预报工作和瓦斯抽放工作。

单体支柱工作面顶板压力计算的探讨

根据现场实测，采用统计回归与理论分析方法，对鸡西矿务局单体支柱工作面顶板压力计算方法进行了分析和研究，利用来高与直接顶厚度的比值确定老顶岩层作用在直接顶的压力，最后推导出较实用的顶板压力计算方法，并在鸡西进行了应用。

两相邻工作面对遇采的顶板压力规律及顶板管理探索与尝试

在煤矿生产中，为了保证生产的集中化及采区内合理数目的工作面同时生产的连续进行，保证经济实效，这就必须合理布置好工作面，合理布置巷道，做到少掘多采，这就要求在长壁回采中根据地质条件运用好前进回采与后退式回采，这就要求我们掌握回采工作面的顶板性质、压力变化特征，从而做好工作面顶板管理及留巷技术。下面是双矿集团集贤矿4116采区生产实际及顶板观测资料。