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1、山西中陽沈家峁煤業(yè)有限公司 KJ21煤礦頂板監(jiān)測系統(tǒng)施工方案天地科技股份有限公司2014年3月14日目錄1 KJ21煤礦頂板監(jiān)測系統(tǒng)- 2 1.1 KJ21煤礦頂板監(jiān)測系統(tǒng)優(yōu)點：- 2 -1.2 同類產(chǎn)品比較匯總- 3 -2 沈家峁煤礦礦壓監(jiān)測系統(tǒng)安裝方案- 3 2.1 6101綜采工作面及順槽頂板監(jiān)測點布置 3 -2.2 10101綜采工作面及順槽頂板監(jiān)測點布置 5 2。3 軟件安裝- 7 3 工程施工方法 7 -3.1 安裝支架壓力記錄儀 7 -3.2 安裝圍巖移動傳感器- 7 3.3 安裝錨桿（索）測力計 8 -4 工程計劃施工進度 9 5 項目設備清單- 10 -1 KJ21煤礦頂板監(jiān)2、測系統(tǒng)1.1 KJ21煤礦頂板監(jiān)測系統(tǒng)優(yōu)點：(1）采用開放的TCP/IP協(xié)議,支持CAN/RS485總線等多種信號接入，可擴展性強，可方便接入礦井各種子系統(tǒng)；(2）攻克了工作面連接電纜易斷裂的難題，采用特殊保護結(jié)構(gòu)加強電纜的抗拉性、抗剪性、抗扭性；(3)地面主機安裝C/S架構(gòu)軟件,分析速度快；網(wǎng)絡客戶端安裝B/S架構(gòu)軟件，直接通過IE瀏覽器查看數(shù)據(jù)，方便快捷,兩者均可自動生成分析頂板來壓步距及礦壓報表；（4)井下斷電后，系統(tǒng)可持續(xù)供電2-4小時；(5）多工作面、多巷道、多采區(qū)同時監(jiān)測，互不干擾；(6）數(shù)據(jù)傳輸方便,電話線、礦用通訊電纜或以太環(huán)網(wǎng)均可傳輸；（7）完善的故障自診斷能力及遠程控制功能3、。(8）采用本公司獨創(chuàng)的新型傳感器采樣模式，壓力每變化0。1MPa記錄一次數(shù)據(jù)，最短2s記錄一次數(shù)據(jù)，能夠準確記錄支架降、移、升全過程，判斷采煤循環(huán)數(shù)量；（9）支架壓力記錄儀連接電纜采用特殊的加強保護結(jié)構(gòu)，抗拉性、抗剪性、抗扭性好,尤其適合煤礦井下等惡烈環(huán)境下使用；（10）支架壓力記錄儀能夠瞬時顯示壓力值，方便支架工給足支架初撐力。1.2 同類產(chǎn)品比較匯總同類產(chǎn)品比較比較內(nèi)容本公司產(chǎn)品同類其它產(chǎn)品傳感器采樣模式壓力變化0.1MPa采樣一次(可調(diào)），能夠監(jiān)測支架的整個動作過程定時采樣較難監(jiān)測支架的整個動作過程軟件功能自動分析初撐力、末阻力、推進度、頂板來壓步距。實測支架工作阻力曲線、最大工作阻力4、曲線等原始曲線售后服務有強大的科研后盾,幫助分析礦壓顯現(xiàn)規(guī)律，指導后續(xù)開采實踐以銷售產(chǎn)品為主,用戶獨立分析礦壓數(shù)據(jù)2 沈家峁煤礦礦壓監(jiān)測系統(tǒng)安裝方案沈家峁煤礦之前沒有系統(tǒng)的礦壓觀測資料,因此有必要對其首采工作面進行詳細的礦壓觀測，掌握堅硬頂板條件下工作面及巷道的礦壓顯現(xiàn)規(guī)律，預測、預報頂板來壓情況,為工作面的安全、高效開采提供技術(shù)保障.現(xiàn)對我礦6101及10101綜采工作面及兩順槽頂板在線監(jiān)測做出如下方案。由于沈家峁礦井下有環(huán)網(wǎng)傳輸介質(zhì),所以設計中各工作面監(jiān)測信號在采區(qū)變電所或中央變電所接入環(huán)網(wǎng)交換機RJ45(網(wǎng)口)接口，井上調(diào)度室由環(huán)網(wǎng)交換機網(wǎng)口輸出，網(wǎng)線直連到監(jiān)控主機。2.1 6101綜采5、工作面及順槽頂板監(jiān)測點布置（1）6101工作面傾向長度146m,安裝95架2柱式掩護支架，4架端頭支架。每10架設置一個支架工作阻力監(jiān)測站，共設置12個壓力監(jiān)測站,即安裝12臺支架壓力記錄儀，支架編號分別為，2、5#、15、25、35#、45#、55、65、75、85、95#、98。每個測站監(jiān)測左右2個立柱受力，立柱下腔安全閥和傳感器之間用4m的液壓膠管相連。支架壓力記錄儀固定在支架兩斜梁中間。電源位置安裝在45、98支架.設備安裝位置如圖1所示.信號由敷設在軌道順槽的主通訊電纜傳出，礦用本安型監(jiān)測分站設置在6101軌道順槽口，由單獨一臺不間斷電源供電。綜上，6101工作面系統(tǒng)需要設備清單如下6、:1臺礦用本安型監(jiān)測分站，12臺支架壓力記錄儀,3臺礦用本安型直流穩(wěn)壓電源，1000m通訊電纜，2通接線盒5個，3通接線盒12個，4通接線盒3個,4m液壓膠管24根,鐵三通3個.（2）6101工作面現(xiàn)有可采長度500m，每50m100m布置一個圍巖穩(wěn)定性測站，每個測站選擇1個巷道斷面,設置1個圍巖移動監(jiān)測點及1個錨桿工作阻力監(jiān)測點，兩順槽共布置20個測站。需要20個圍巖移動傳感器及20個錨桿測力計。需要4臺電源供電。測點斷面位置如表1所示。每個順槽口設置1臺礦用本安型監(jiān)測分站，用單獨一臺不間斷電源供電。安裝圍巖移動傳感器時需要1根6m長錨索。綜上，6101順槽系統(tǒng)需要的設備清單如下：2臺礦用本7、安型監(jiān)測分站，20臺圍巖移動傳感器,20臺錨桿測力計,6臺礦用本安型直流穩(wěn)壓電源，1000m通訊電纜，2通接線盒5個，3通接線盒40個，4通接線盒10個，鐵三通6個,鋼絲繩200m，爪錨40個，1根6m長錨索.（3）6101工作面系統(tǒng)和6101順槽系統(tǒng)在6#東軌道大巷會合后，沿大巷敷設電纜到6采區(qū)變電所（線路700m左右）.在6采區(qū)變電所的環(huán)網(wǎng)交換機旁設置1臺礦用本安型信號轉(zhuǎn)換器，將系統(tǒng)CAN總線信號轉(zhuǎn)換為RJ45信號,接入環(huán)網(wǎng)交換機。此轉(zhuǎn)換器由單獨1臺電源供電。綜上，6#采區(qū)變電所需要的設備清單如下：1臺礦用本安型信號轉(zhuǎn)換器，1臺礦用本安型直流穩(wěn)壓電源,1000m通訊電纜，2通3個，3通5個8、,4通2個。表1:圍巖穩(wěn)定性斷面測點布置表NO.6101軌道順槽(m)6101皮帶順槽（m）10101軌道順槽（m）10101皮帶順槽（m）備注1000025050505031001001001004150150150150520020020020062502502502507300300300300835035035035094004004004001045045045045011-5005002。2 10101綜采工作面及順槽頂板監(jiān)測點布置(1)10101工作面傾向長度126m,安裝81架4柱式綜放支架，4架端頭支架。每10架設置一個支架工作阻力監(jiān)測站，共設置10個壓力監(jiān)測站，即安裝10臺9、支架壓力記錄儀，支架編號分別為，2、8#、18、28、38、48#、58#、68、78#、84。每個測站監(jiān)測左前、右后2個立柱受力,立柱下腔安全閥和傳感器之間用4m或3m的液壓膠管相連。支架壓力記錄儀固定在支架兩斜梁中間。電源位置安裝在38、84支架。設備安裝位置如圖2所示.信號由敷設在軌道順槽的主通訊電纜傳出,礦用本安型監(jiān)測分站設置在10101軌道順槽口，由單獨一臺不間斷電源供電。綜上,10101工作面系統(tǒng)需要設備清單如下:1臺礦用本安型監(jiān)測分站,10臺支架壓力記錄儀，3臺礦用本安型直流穩(wěn)壓電源，1000m通訊電纜，2通接線盒5個，3通接線盒10個，4通接線盒3個,4m液壓膠管10根，3m液10、壓膠管10根，鐵三通3個。（2)10101工作面現(xiàn)有可采長度550m，每50m100m布置一個圍巖穩(wěn)定性測站，每個測站選擇1個巷道斷面，設置1個圍巖移動監(jiān)測點及1個錨桿工作阻力監(jiān)測點，兩順槽共布置22個測站。需要22個圍巖移動傳感器及22個錨桿測力計。需要4臺電源供電.測點位置如表1所示。每個順槽口設置1臺礦用本安型監(jiān)測分站,用單獨一臺不間斷電源供電.綜上，10101順槽系統(tǒng)需要的設備清單如下：2臺礦用本安型監(jiān)測分站，22臺圍巖移動傳感器,22臺錨桿測力計，6臺礦用本安型直流穩(wěn)壓電源，1500m通訊電纜，2通接線盒5個，3通接線盒50個，4通接線盒10個，鐵三通6個,鋼絲繩200m,爪錨44個11、,1根9m長錨索。(3）10101工作面系統(tǒng)和10101順槽系統(tǒng)在10軌道大巷會合后，沿大巷敷設電纜到中央變電所（線路900m左右）。在采區(qū)變電所的環(huán)網(wǎng)交換機旁設置1臺礦用本安型信號轉(zhuǎn)換器,將系統(tǒng)CAN總線信號轉(zhuǎn)換為RJ45信號,接入環(huán)網(wǎng)交換機。此轉(zhuǎn)換器由單獨1臺電源供電。綜上，10采區(qū)變電所需要的設備清單如下：1臺礦用本安型信號轉(zhuǎn)換器，1臺礦用本安型直流穩(wěn)壓電源，1000m通訊電纜,2通5個，3通5個，4通2個。2.3 軟件安裝根據(jù)礦方條件,監(jiān)控主機設置在調(diào)度室，KJ21頂板監(jiān)測系統(tǒng)軟采用網(wǎng)絡版B/S傳輸，其它網(wǎng)絡電腦可通過網(wǎng)絡訪問系統(tǒng)。各子系統(tǒng)進行無縫連接,實現(xiàn)同時監(jiān)測。系統(tǒng)投入使用后，免12、費為礦方相關(guān)人員進行礦壓以及軟件使用相關(guān)知識培訓。3 工程施工方法3.1 安裝支架壓力記錄儀、準備工作：將計劃設備提前下井到所需位置。、安裝方法：（1）首先將支架卸壓，關(guān)閉進液閥，將液壓管的一端與支架壓力記錄儀連接（KJ10）,另一端與支架立柱下腔回液口連接（DN10）,連接時不得同時打開支架前后立柱的下腔，以防頂梁整體下沉.（2）支架壓力記錄儀左面的傳感器必須與左/前柱安全閥相連；右側(cè)傳感器必須與右/后柱安全閥相連.（3）支架壓力記錄儀采用外部供電形式，即外接127V交流電，經(jīng)過轉(zhuǎn)換后變?yōu)?2V直流電，為支架壓力記錄儀供電，電源需用鐵三通接在架間照明上.3。2 安裝圍巖移動傳感器圍巖移動傳感13、器安裝前的準備工作:用錨桿鉆機鉆取直徑約為28mm的孔，6101綜采工作面鉆4m深鉆孔；10101綜放工作面鉆6m深鉆孔,用水清洗孔內(nèi)殘渣。鉆孔數(shù)量42個。安裝示意圖如圖3所示.深基點A安裝在鉆孔4m或6m深位置,淺基點B安裝在鉆孔2m深位置。安裝時需要準備1根9m長錨索和凳子。圖3：圍巖移動傳感器安裝示意圖3.3 安裝錨桿（索）測力計、準備工作：準備錨桿測力計的托板，每個錨桿測力計需要1個，共制作42個托板。錨桿測力計若安裝在已有的錨桿上，則不需準備托板。所以需要準備配合安裝設備,如扭力扳手和凳子。、安裝方法:壓力傳感器只能測量垂直或接近垂直于壓力枕平面方向的力，所以安裝時,盡量保證被測的錨14、桿或錨索與壓力枕的平面垂直，可以在壓力枕上下加墊托板，要求托板面積大于壓力枕面積。錨桿安裝示意圖如圖4所示。1煤、巖體 2墊塊 3傳力板 4錨具 5錨桿或錨索6壓力-頻率轉(zhuǎn)換器7電纜 8壓力枕 9導壓管圖4：錨桿安裝示意圖4 工程計劃施工進度工作及人員安排計劃如下：3月13日，下井現(xiàn)場查看實際情況及標注順槽打孔位置。3月14日，提交工程施工方案.3月15日至16日，準備鉆機、鉆桿、風管、接頭等打孔設備，并提前下料。3月17日，開始按要求打10101順槽鉆孔，22個鉆孔預計3天。同時開始安裝10101工作面系統(tǒng)。10101工作面設備安裝預計2天。人員配置：電工1名、支架工1名。布線及掛表需要配合15、。需要準備尼龍扎帶.10101兩順槽安裝圍巖移動傳感器及錨桿測力計預計2天完成，需要提前2天下料.人員配置:安裝人員1人、電工1人。需要準備凳子、錨索、扭力扳手、尼龍扎帶。3月21日，開始打6101順槽鉆孔,20個鉆孔預計4天。同時開始安裝6101工作面系統(tǒng)。需要提前下料。6101工作面設備安裝預計2天。人員配置：電工1名、支架工1名。布線及掛表需要配合。需要準備尼龍扎帶。6101兩順槽安裝圍巖移動傳感器及錨桿測力計預計2天完成。人員配置：安裝人員1人、電工1人.需要準備凳子、錨索、扭力扳手、尼龍扎帶.3月25日，在6#采區(qū)變電所及中央變電所接轉(zhuǎn)換器及電源，并需要環(huán)網(wǎng)廠家配合接入環(huán)網(wǎng)，并在各軌16、道大巷內(nèi)布線，將信號引到6采區(qū)變電所及中央變電所。人員配置：電工1人,布線人員1人、環(huán)網(wǎng)廠家1人。3月26日,井上調(diào)度室安裝電腦及配置軟件、數(shù)據(jù)庫。3月27日，調(diào)試系統(tǒng)。3月28日30日，準備驗收資料及培訓課件。3月31日系統(tǒng)驗收移交及培訓。總計，安裝及調(diào)試、驗收的時間共需要1920個工作日。5 項目設備清單（一）KJ21頂板監(jiān)測系統(tǒng)安裝儀器清單如表3所示:序號設備名稱型號單位數(shù)量備注1支架壓力記錄儀CDW-60R臺22量程：060MPa；精度：分辨率：0。01MPa2礦用本安型監(jiān)測分站KJ21-F1臺63信號轉(zhuǎn)換器KZC12臺24圍巖移動傳感器GUW300臺425錨桿（索）測力計KSE-4臺17、426礦用隔爆兼本安電源KDW127臺20交流127V轉(zhuǎn)直流12V7通訊電纜MHYVm6500MHYV 147/0.378液壓膠管根449鐵三通個2010二通接線盒JHH-2只2811三通接線盒JHH3只12212四通接線盒JHH-4只3013專業(yè)軟件KJ21套114臺式電腦聯(lián)想臺115打印機惠普套1（二）KJ21頂板監(jiān)測系統(tǒng)備用儀器清單如表4所示：序號設備名稱型號單位數(shù)量備注1圍巖移動傳感器GUW300臺372錨桿(索）測力計KSE4臺373礦用隔爆兼本安電源KDW127臺104通訊電纜MHYVm10005液壓膠管根16鐵三通個167二通接線盒JHH2只128三通接線盒JHH-3只789四通接線盒JHH4只1410鋼絲繩m50011爪錨個74