KJ616矿山压力监测系统设计A.docVIP

KJ616矿山压力监测系统的设计A Mine pressure monitoring system design 矿山压力监测系统的设计 摘要 KJ616矿山压力监测系统可以同时监测压力和位移多种参数，是利用计算机技术、通讯技术、传感器技术解决矿井顶板监测分析，是多学科领域相结合的产物。 煤矿井下压力监控系统是煤矿信息管理的基础设施，它依托工业企业网的建设而存在，是企业信息化建设最重要的一个组成部分。它是一种综合的集成技术，涉及现场总线技术、计算机技术、通信技术、数据库技术、多媒体技术、控制技术和网络技术等。从网络结构上，煤矿井下压力监控系统可分为信息网和控制网两层。信息网处于工业企业网的上层，使企业数据共享与传输的载体：控制网处于工业企业网的下层，与信息层紧密地集成在一起，服从信息网的操作，同时具有独立性和完整性。 关键词：矿山，KJ616压力监测， 目录 摘要 I 1绪论 1 1.1 研究背景 1 1.2 煤矿井下矿压监测系统研究概况及发展趋势 3 1.3 煤矿井下矿压监测系统研究内容概述 4 2 煤矿巷道和采煤工作面矿压显现特征研究 6 2.1 矿山压力显现概述 6 2.2压力传感器原理 7 2.3 采煤工作面上覆岩层移动规律分析 8 2.3.1 煤层顶底板岩层分析 8 2.4.2 老顶的初次来压 11 2.4.3 老顶的周期来压 12 2.4.4 采煤工作面周围的支承压力及其分布 12 1绪论 1.1 研究背景 我国煤炭行业每年事故死亡人数近万人，直接经济损失超过40亿元，而全世界其它所有产煤国事故死亡人数不超过800人。而煤矿事故中，顶板事故是各类事故中发生最多的，因此，对矿山压力的准确检测，记录，分析，以及预测，可靠支护，是保障煤矿安全生产和运输的必要条件。 中小煤矿事故屡屡发生，究其原因除了从业人员技术素质低、责任心不强、安全意识差之外，更重要的是由于设备简陋、工作环境恶劣，而且由于一般煤矿矿井和矿井之间以及矿井和生产管理部门之间距离相对较远，致使煤矿各级领导及有关业务管理部门不能随时获取矿井生产、安全、通风等现场状况，不能及时做到生产过程的统一调度指挥。另外，传统的煤炭企业的生产和设备自动化程度较低，管理方式粗放，特别是由于各方面的因素，短时间内难以全面更新设备条件和生产方式，有必要通过采用信息处理的相关技术促进生产安全控制和管理水平的迅速提高。 因此对于中小型煤矿，在现有技术条件下，建立经济可靠的新型安全监控系统网络，既能做到对煤矿井下压力进行实时准确地监测，又能为管理部门提供详细、准确的第一手资料，便于动态地组织、指挥和管理生产，提高工作效率，是当前发展趋势。 地下岩体在受到人类工程活动影响前称为原岩体。原岩体在地壳内各种力的作用下处于平衡状态。当开掘巷道或进行采矿工作(采动)时，破坏了原来的应力平衡状态，引起岩体内部的应力重新分布。重新分布后的应力超过煤、岩的极限强度时，使巷道或采煤工作面周围的煤、岩发生破坏，并向已采空间移动，直到再次形成新的应力平衡状态。采动后作用于围岩中和支护物上的力，称为矿山压力。 采动前，原始岩层中已存在的应力是矿山压力产生的根源，它由3部分组成：上覆岩层的重力、构造应力、岩体膨胀应力。矿山压力显现是矿山压力作用下围岩运动的具体表现。由于围岩的明显运动只在满足一定力学条件下才会发生，所以矿山压力显现是有条件限制的。而且，不同层位、不同围岩条件以及不同断面尺寸的巷道，围岩运动发展情况也大不相同。深入细致的分析围岩的稳定条件，找到促使其运动与破坏的主动力及由此可能引起的破坏形式，并在此基础上创造条件，把矿山压力显现控制在合理的范围，才能保障矿山的安全生产。 矿井巷道开挖之后，破坏了岩体原始的力学平衡，围岩应力重新分布，使巷道围岩处于一种不稳定状态。研究表明，围岩应力重新分布是一个渐进的过程，并且围岩的收敛由浅入深，收敛速度逐渐衰减。如何有效地支护与加固巷道围岩、保护巷道围岩的稳定性一直是国内外关注的重要课题。井下巷道围岩的稳定性很复杂。从理论上讲，井下巷道围岩稳定性的基本决定因素是围岩应力与围岩强度，围岩应力超过围岩强度时，井巷将处于一种不稳定状态，反之亦然。但影响井巷稳定性的因素很多，例如，巷道围岩的性质、围岩结构和破坏情况、井巷位置、深度、巷道轴线方向、地下水的作用、巷道的断面尺寸、掘进破岩方法、暴露时间、采动影响、构造应力影响、以及支护类型等等。近年来，随着我国矿井开采深度逐年增加，采深已由浅部向深部发展，巷道的围岩应力亦随矿井开采深度增加而增大，出现了地压显现(巷道围岩应力)十分强烈、巷道变形急剧增大、巷道底鼓及巷道两帮片帮严重、并且在一些岩巷时有岩石突出(岩暴)发生、地温普遍增大等现象，这些都严重地危害了巷道围岩的稳定性和巷道维护，并成为制约开采矿井安全生产的主要