初掘巷道围岩稳定监测系统研制及应用.pdfVIP

学兔兔 第18卷第5期 (总第114期) 煤 矿 开 采 Vo1．18No．5(Series No．114) 2013年10月 Coal mining Technology October 2013 初掘巷道围岩稳定监测系统研制及应用 殷大发 (煤炭科学研究总院，北京100013) [摘 要] 研发了初掘巷道围岩稳定监测预警系统，该系统包括巷道顶板位移监测和锚杆受力 监测两个子系统，具有有线和无线相结合的数据传输功能，以及在线连续监测及预警分析功能。在兖 矿集团某煤矿掘进工作面进行了应用，获得了初掘巷道迎头50m围岩变形及应力变化规律，确定了包 括顶板离层量、顶板锚杆受力和帮锚杆受力的围岩稳定参考值，为巷道支护安全提供了依据。 [关键词] 初掘巷道；预警系统；围岩稳定；顶板位移；锚杆受力 [中图分类号]TD326 [文献标识码]B [文章编号]1006—6225(2013)05—0066—03 Surrounding Rock Stabifity Monitoring System Development and Application of New Roadway 近年来，随着煤矿开采向深部转移及开采强度 下，实时采集矿井围岩变形及压力变化参数，当通 不断增大，矿山压力显现越来越剧烈。受到巷道掘 讯中断时，监测分站可以独立工作。 进速度快的影响，掘进迎头后方50m范围的矿山 分站使用单片机进行数据采集、处理、显示、 压力和顶底板及两帮变形较大，尤其是在地质条件 报警、通讯，接收、处理、回应通信主站传输的命 复杂的区域，冒顶发生几率一般较大lL1 。冒顶基 令。在监控主机上，定义好分站连接的传感器类 本发生在巷道成巷时期，大多在掘进施工期间瞬间 型、各种控制参数、连接的通道号、控制输出的通 发生，随机性很大，这就给围岩稳定监测提出了更 道号等信息，此过程为初始化。监控主机通过通信 高的要求 J。对于巷道围岩持续流变与破坏、围 主站把初始化信息发送给分站，分站按初始化信息 岩扩容与不连续变形的监测，现有的监测手段包括 循环采集各通道数据，经过处理后进行显示。 收敛计、皮尺、机械式离层仪、机械式锚杆应力计 1．2 无线网关 等，这些大都是由人工监测，工作量大，不能从根 网关无线通信部分以Atmel公司Zigbee芯片 本上解决实时连续的监测并达到预警的目的，特别 AT86RF230和ATMega1281为核心，以太网通信部 是不能实现自动传输与远距离通信的目的。因此， 分采用美国TI公司的Cortex—M3内核的ARM— 目前亟待开发具有施工快速简便、维修方便、价格 LM3S8962，AT86RF230负责无线传感器网络的建 低廉等特点的监测预警系统，实现对巷道的稳定性 立及与无线传感器节点通信，ATMega1281负责将 和安全性实时、自动监测和在线分析预警。 AT86RF230采集到的无线传感器节点的数据通过 RS232接口传送给LM3S8962，LM3S8962将无线数 1 系统研制 据通过以太网接口接人以太网，上传至监控中心，