福建煤矿当前支护形式下预防冒顶事故预警系统的开发与运用
来源:成果转化处、省对外科技交流中心 时间:2022-10-18 15:02

  1、主要技术内容

  1.1煤层采场位移、应力演化规律物理相似模拟

  项目以漳平市文宾山煤矿的地质和技术条件为背景,搭建采场物理相似实验平台,再现采场覆岩变形破坏的全过程,并利用传感器对覆岩下沉量、煤层矿压等数据进行采集和分析。

  1.2监测预警系统开发

  (1)无线木支柱压力传感器

  木支柱压力传感器采用自行设计的压力传感器,可以便捷地测试木支柱的压力数据,并采用 zigbee 无线传输模式进行无线信号的传输。

  (2)无线手持终端

  无线手持终端集数据采集及预警报警于一体,数据处理模块对数据进行处理得到巷道的承载力分布情况,并做相关的预警分析。人机界面模块显示传感器的应力,并存储历史数据。报警系统模块通过数据处理模块中发出的信号来控制,采用声光报警。

  (3)上位机监测软件

  软件的模块化设计,可同时实时在线显示各模块的监测结果、每个传感器的工况,具有专家分析系统,提供初步的冲击危险预警信息。

  2、授权专利情况

  针对项目研究内容,课题组开展了福建煤矿当前支护形式下预防冒顶事故预警系统的开发研究,为研究矿井顶板压力的分布规律,课题组在实验室开展相似模拟实验,申请专利2项;在现场应用过程中,开展了顶板加固的相关工作,申请专利2项;开发顶板压力传感器及其监测系统,申请专利1项、软件著作权1项。

  3、应用推广及效益情况

  从2014年1月份开始,项目成果在龙岩北山煤矿有限责任公司开始使用。矿井通过安装该压力监测系统,提高了顶板压力的预判能力,减少了冒顶事故的发生,增加了矿井产量。当井下某个位置顶板压力突然增大时,传感器可以将会发出报警信号。矿井技术人员可以根据预报的位置对巷道及工作面的支护进行检查加固,避免了以往因无法预判顶板压力增大位置而盲目停产的现象。采用这种压力监测系统进行顶板压力报警,可以提高矿井的产量,增加了效益。

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