基于LoRaWAN的液压支架状态监测系统

针对现有液压支架状态监测系统通信不稳定、抗干扰能力差等问题,设计了一种基于LoRaWAN的液压支架状态监测系统。传感器节点采用速率自适应技术周期性上传数据,出现异常状态时可主动上传数据,并采用顺序轮询方式降低传输误差率;网关通过独立的上下行信道同时传输上下行指令,降低了上下行指令碰撞概率,提高了数据转发效率。为保证综采工作面信号覆盖,在巷道转角处安装网关,通过一次跳传将综采工作面LoRa无线信号转发至应用平台。实验结果表明,该系统可有效覆盖整个综采工作面,实现了液压支架状态信息监测,通信距离为150 m时,数据传输丢包率为0,单个传感器节点数据传输时间约为0.29 s,系统采集周期在200 s内,满足应用需求。

矿用液压支架综合工况评价模型研究

针对现有液压支架监测系统未实现液压支架综合工况全面监测和评价的问题,建立了液压支架综合工况评价模型。通过安装于支架顶梁、前连杆、底座上的姿态传感器得到顶梁与水平面夹角、前连杆与水平面夹角、底座与水平面夹角,结合评价模型计算采高、立柱总长度、平衡油缸总长度,综合分析液压支架姿态和受力状态,实现对支架支护工况的综合评价。

井下液压支架压力在线监测系统的优化设计

为优化井下液压支架压力监测系统,以小庄煤矿压力监测系统为研究对象,采用理论分析和现场监测的方法对井下液压支架压力监测系统进行优化设计。研究结果表明:无线监测系统通过无线传输的方式可实时有效地传递压力传感器的监测数据,解决了有线压力监测系统数据上传不及时的问题,并实现了监测系统数据在40309工作面回采过程中的准确实时传输。

坚硬顶板工作面初次来压监测与防治

采用关键层理论对坚硬顶板工作面初次来压步距进行了理论分析,提出了矿压防治措施,并通过液压支架在线监测进行及时监测预报。研究表明,预测8939工作面初次来压步距为62 m^93 m,液压支架应力监测达到32.9 MPa时有来压迹象,应力达到41.8 MPa时工作面初次来压,实际来压步距约107m,与理论值较为相近。为减缓矿压显现强度,提出了爆破放顶和钻孔卸压措施,使8939工作面矿压显现得到有效的缓解,保证了工作面的安全回采。