1、山西中阳沈家峁煤业有限公司 KJ21煤矿顶板监测系统施工方案天地科技股份有限公司2014年3月14日目录1 KJ21煤矿顶板监测系统- 2 1.1 KJ21煤矿顶板监测系统优点：- 2 -1.2 同类产品比较汇总- 3 -2 沈家峁煤矿矿压监测系统安装方案- 3 2.1 6101综采工作面及顺槽顶板监测点布置 3 -2.2 10101综采工作面及顺槽顶板监测点布置 5 2。3 软件安装- 7 3 工程施工方法 7 -3.1 安装支架压力记录仪 7 -3.2 安装围岩移动传感器- 7 3.3 安装锚杆（索）测力计 8 -4 工程计划施工进度 9 5 项目设备清单- 10 -1 KJ21煤矿顶板监2、测系统1.1 KJ21煤矿顶板监测系统优点：(1）采用开放的TCP/IP协议,支持CAN/RS485总线等多种信号接入，可扩展性强，可方便接入矿井各种子系统；(2）攻克了工作面连接电缆易断裂的难题，采用特殊保护结构加强电缆的抗拉性、抗剪性、抗扭性；(3)地面主机安装C/S架构软件,分析速度快；网络客户端安装B/S架构软件，直接通过IE浏览器查看数据，方便快捷,两者均可自动生成分析顶板来压步距及矿压报表；（4)井下断电后，系统可持续供电2-4小时；(5）多工作面、多巷道、多采区同时监测，互不干扰；(6）数据传输方便,电话线、矿用通讯电缆或以太环网均可传输；（7）完善的故障自诊断能力及远程控制功能3、。(8）采用本公司独创的新型传感器采样模式，压力每变化0。1MPa记录一次数据，最短2s记录一次数据，能够准确记录支架降、移、升全过程，判断采煤循环数量；（9）支架压力记录仪连接电缆采用特殊的加强保护结构，抗拉性、抗剪性、抗扭性好,尤其适合煤矿井下等恶烈环境下使用；（10）支架压力记录仪能够瞬时显示压力值，方便支架工给足支架初撑力。1.2 同类产品比较汇总同类产品比较比较内容本公司产品同类其它产品传感器采样模式压力变化0.1MPa采样一次(可调），能够监测支架的整个动作过程定时采样较难监测支架的整个动作过程软件功能自动分析初撑力、末阻力、推进度、顶板来压步距。实测支架工作阻力曲线、最大工作阻力4、曲线等原始曲线售后服务有强大的科研后盾,帮助分析矿压显现规律，指导后续开采实践以销售产品为主,用户独立分析矿压数据2 沈家峁煤矿矿压监测系统安装方案沈家峁煤矿之前没有系统的矿压观测资料,因此有必要对其首采工作面进行详细的矿压观测，掌握坚硬顶板条件下工作面及巷道的矿压显现规律，预测、预报顶板来压情况,为工作面的安全、高效开采提供技术保障.现对我矿6101及10101综采工作面及两顺槽顶板在线监测做出如下方案。由于沈家峁矿井下有环网传输介质,所以设计中各工作面监测信号在采区变电所或中央变电所接入环网交换机RJ45(网口)接口，井上调度室由环网交换机网口输出，网线直连到监控主机。2.1 6101综采5、工作面及顺槽顶板监测点布置（1）6101工作面倾向长度146m,安装95架2柱式掩护支架，4架端头支架。每10架设置一个支架工作阻力监测站，共设置12个压力监测站,即安装12台支架压力记录仪，支架编号分别为，2、5#、15、25、35#、45#、55、65、75、85、95#、98。每个测站监测左右2个立柱受力，立柱下腔安全阀和传感器之间用4m的液压胶管相连。支架压力记录仪固定在支架两斜梁中间。电源位置安装在45、98支架.设备安装位置如图1所示.信号由敷设在轨道顺槽的主通讯电缆传出，矿用本安型监测分站设置在6101轨道顺槽口，由单独一台不间断电源供电。综上，6101工作面系统需要设备清单如下6、:1台矿用本安型监测分站，12台支架压力记录仪,3台矿用本安型直流稳压电源，1000m通讯电缆，2通接线盒5个，3通接线盒12个，4通接线盒3个,4m液压胶管24根,铁三通3个.（2）6101工作面现有可采长度500m，每50m100m布置一个围岩稳定性测站，每个测站选择1个巷道断面,设置1个围岩移动监测点及1个锚杆工作阻力监测点，两顺槽共布置20个测站。需要20个围岩移动传感器及20个锚杆测力计。需要4台电源供电。测点断面位置如表1所示。每个顺槽口设置1台矿用本安型监测分站，用单独一台不间断电源供电。安装围岩移动传感器时需要1根6m长锚索。综上，6101顺槽系统需要的设备清单如下：2台矿用本7、安型监测分站，20台围岩移动传感器,20台锚杆测力计,6台矿用本安型直流稳压电源，1000m通讯电缆，2通接线盒5个，3通接线盒40个，4通接线盒10个，铁三通6个,钢丝绳200m，爪锚40个，1根6m长锚索.（3）6101工作面系统和6101顺槽系统在6#东轨道大巷会合后，沿大巷敷设电缆到6采区变电所（线路700m左右）.在6采区变电所的环网交换机旁设置1台矿用本安型信号转换器，将系统CAN总线信号转换为RJ45信号,接入环网交换机。此转换器由单独1台电源供电。综上，6#采区变电所需要的设备清单如下：1台矿用本安型信号转换器，1台矿用本安型直流稳压电源,1000m通讯电缆，2通3个，3通5个8、,4通2个。表1:围岩稳定性断面测点布置表NO.6101轨道顺槽(m)6101皮带顺槽（m）10101轨道顺槽（m）10101皮带顺槽（m）备注1000025050505031001001001004150150150150520020020020062502502502507300300300300835035035035094004004004001045045045045011-5005002。2 10101综采工作面及顺槽顶板监测点布置(1)10101工作面倾向长度126m,安装81架4柱式综放支架，4架端头支架。每10架设置一个支架工作阻力监测站，共设置10个压力监测站，即安装10台9、支架压力记录仪，支架编号分别为，2、8#、18、28、38、48#、58#、68、78#、84。每个测站监测左前、右后2个立柱受力,立柱下腔安全阀和传感器之间用4m或3m的液压胶管相连。支架压力记录仪固定在支架两斜梁中间。电源位置安装在38、84支架。设备安装位置如图2所示.信号由敷设在轨道顺槽的主通讯电缆传出,矿用本安型监测分站设置在10101轨道顺槽口，由单独一台不间断电源供电。综上,10101工作面系统需要设备清单如下:1台矿用本安型监测分站,10台支架压力记录仪，3台矿用本安型直流稳压电源，1000m通讯电缆，2通接线盒5个，3通接线盒10个，4通接线盒3个,4m液压胶管10根，3m液10、压胶管10根，铁三通3个。（2)10101工作面现有可采长度550m，每50m100m布置一个围岩稳定性测站，每个测站选择1个巷道断面，设置1个围岩移动监测点及1个锚杆工作阻力监测点，两顺槽共布置22个测站。需要22个围岩移动传感器及22个锚杆测力计。需要4台电源供电.测点位置如表1所示。每个顺槽口设置1台矿用本安型监测分站,用单独一台不间断电源供电.综上，10101顺槽系统需要的设备清单如下：2台矿用本安型监测分站，22台围岩移动传感器,22台锚杆测力计，6台矿用本安型直流稳压电源，1500m通讯电缆，2通接线盒5个，3通接线盒50个，4通接线盒10个，铁三通6个,钢丝绳200m,爪锚44个11、,1根9m长锚索。(3）10101工作面系统和10101顺槽系统在10轨道大巷会合后，沿大巷敷设电缆到中央变电所（线路900m左右）。在采区变电所的环网交换机旁设置1台矿用本安型信号转换器,将系统CAN总线信号转换为RJ45信号,接入环网交换机。此转换器由单独1台电源供电。综上，10采区变电所需要的设备清单如下：1台矿用本安型信号转换器，1台矿用本安型直流稳压电源，1000m通讯电缆,2通5个，3通5个，4通2个。2.3 软件安装根据矿方条件,监控主机设置在调度室，KJ21顶板监测系统软采用网络版B/S传输，其它网络电脑可通过网络访问系统。各子系统进行无缝连接,实现同时监测。系统投入使用后，免12、费为矿方相关人员进行矿压以及软件使用相关知识培训。3 工程施工方法3.1 安装支架压力记录仪、准备工作：将计划设备提前下井到所需位置。、安装方法：（1）首先将支架卸压，关闭进液阀，将液压管的一端与支架压力记录仪连接（KJ10）,另一端与支架立柱下腔回液口连接（DN10）,连接时不得同时打开支架前后立柱的下腔，以防顶梁整体下沉.（2）支架压力记录仪左面的传感器必须与左/前柱安全阀相连；右侧传感器必须与右/后柱安全阀相连.（3）支架压力记录仪采用外部供电形式，即外接127V交流电，经过转换后变为12V直流电，为支架压力记录仪供电，电源需用铁三通接在架间照明上.3。2 安装围岩移动传感器围岩移动传感13、器安装前的准备工作:用锚杆钻机钻取直径约为28mm的孔，6101综采工作面钻4m深钻孔；10101综放工作面钻6m深钻孔,用水清洗孔内残渣。钻孔数量42个。安装示意图如图3所示.深基点A安装在钻孔4m或6m深位置,浅基点B安装在钻孔2m深位置。安装时需要准备1根9m长锚索和凳子。图3：围岩移动传感器安装示意图3.3 安装锚杆（索）测力计、准备工作：准备锚杆测力计的托板，每个锚杆测力计需要1个，共制作42个托板。锚杆测力计若安装在已有的锚杆上，则不需准备托板。所以需要准备配合安装设备,如扭力扳手和凳子。、安装方法:压力传感器只能测量垂直或接近垂直于压力枕平面方向的力，所以安装时,尽量保证被测的锚14、杆或锚索与压力枕的平面垂直，可以在压力枕上下加垫托板，要求托板面积大于压力枕面积。锚杆安装示意图如图4所示。1煤、岩体 2垫块 3传力板 4锚具 5锚杆或锚索6压力-频率转换器7电缆 8压力枕 9导压管图4：锚杆安装示意图4 工程计划施工进度工作及人员安排计划如下：3月13日，下井现场查看实际情况及标注顺槽打孔位置。3月14日，提交工程施工方案.3月15日至16日，准备钻机、钻杆、风管、接头等打孔设备，并提前下料。3月17日，开始按要求打10101顺槽钻孔，22个钻孔预计3天。同时开始安装10101工作面系统。10101工作面设备安装预计2天。人员配置：电工1名、支架工1名。布线及挂表需要配合15、。需要准备尼龙扎带.10101两顺槽安装围岩移动传感器及锚杆测力计预计2天完成，需要提前2天下料.人员配置:安装人员1人、电工1人。需要准备凳子、锚索、扭力扳手、尼龙扎带。3月21日，开始打6101顺槽钻孔,20个钻孔预计4天。同时开始安装6101工作面系统。需要提前下料。6101工作面设备安装预计2天。人员配置：电工1名、支架工1名。布线及挂表需要配合。需要准备尼龙扎带。6101两顺槽安装围岩移动传感器及锚杆测力计预计2天完成。人员配置：安装人员1人、电工1人.需要准备凳子、锚索、扭力扳手、尼龙扎带.3月25日，在6#采区变电所及中央变电所接转换器及电源，并需要环网厂家配合接入环网，并在各轨16、道大巷内布线，将信号引到6采区变电所及中央变电所。人员配置：电工1人,布线人员1人、环网厂家1人。3月26日,井上调度室安装电脑及配置软件、数据库。3月27日，调试系统。3月28日30日，准备验收资料及培训课件。3月31日系统验收移交及培训。总计，安装及调试、验收的时间共需要1920个工作日。5 项目设备清单（一）KJ21顶板监测系统安装仪器清单如表3所示:序号设备名称型号单位数量备注1支架压力记录仪CDW-60R台22量程：060MPa；精度：分辨率：0。01MPa2矿用本安型监测分站KJ21-F1台63信号转换器KZC12台24围岩移动传感器GUW300台425锚杆（索）测力计KSE-4台17、426矿用隔爆兼本安电源KDW127台20交流127V转直流12V7通讯电缆MHYVm6500MHYV 147/0.378液压胶管根449铁三通个2010二通接线盒JHH-2只2811三通接线盒JHH3只12212四通接线盒JHH-4只3013专业软件KJ21套114台式电脑联想台115打印机惠普套1（二）KJ21顶板监测系统备用仪器清单如表4所示：序号设备名称型号单位数量备注1围岩移动传感器GUW300台372锚杆(索）测力计KSE4台373矿用隔爆兼本安电源KDW127台104通讯电缆MHYVm10005液压胶管根16铁三通个167二通接线盒JHH2只128三通接线盒JHH-3只789四通接线盒JHH4只1410钢丝绳m50011爪锚个74