一、系统简介
矿山压力及顶板动态监测系统是用于煤矿综采支架工作阻力、围岩离层、锚杆（索）端部受力等参数的计算机在线测量系统。系统将计算机检测技术、数据通讯技术和传感器技术融为一体，实时且无线监测综采支架工作阻力、巷道围岩和顶板的松动离层量等矿压参数，便于评价支架工作状态及支架与地质条件的适应性，研究采掘工作面矿压显现特征，为工作面顶板管理等工作提供依据。系统以矿山压力与岩层控制理论为基础，通过监测工作面生产过程中综采支架工作阻力、巷道围岩变形量、顶板离层量、锚杆（索）工作载荷、超前支承应力、采空区支承应力及超前支护工作阻力等矿压参数，实现对支架工作状态、巷道应力及支护安全性等评价，利用远程实时监测技术，自动、实时采集数据并自动存储。井下无线通讯技术与电子传感器技术结合，方便安装，易于维护。
二、系统组成
地面部分：地面主要由监控主机、传输交换机、报警音响、打印机等设备组成。
井下部分：井下主要由矿用本安型信号转换器、矿用本安型数据采集传输分站、矿用本安型围岩移动传感器、矿用本安型锚杆（索）应力传感器、矿用本安型数据采集仪、矿用隔爆兼本安型直流稳压电源及连接线缆等组成。
系统拓扑图如下：
一、系统功能
- 实时监测预警
根据工作面信息及测点信息自动加载回采工作面推进位置示意及设备布置图，实时显示工作面推进度、测点位置、设备实时状态等，方便查看分析。
- 实时及历史数据可视化监测
支持数据实时柱状图监测和历史数据明细查询，并通过实时曲线图展示数据指标的变化趋势。
- 工作面支架阻力曲线图
支持回采工作面支架阻力曲线图查询，可以直观展现支架工作状况，对分析周期来压起到指导作用。
- 压力分布曲线图
提供工作面支架压力分布曲线图，查看工作面顶板应力分布情况，对压力分布集中区进行预警，指导现场采取各类卸压措施，加强现场对数据的综合分析。
- 三维云图分析
支持工作面支架压力三维云图和巷道应力三维云图分析功能，直观的展现已回采区域内的历史压力分布状况。
- 多种报表统计分析
提供多种报表分析方式，如以日、周、月等为周期的报表，方便用户分析，支持定制报表需求。
一、系统特点
- 系统容量大，可带载4台信号转换器，每台信号转换器可带载5台分站，每台分站可带载64台传感器（可扩容至128台），共计带载量大于1000台传感器；
- 支持FTP、OPC、MODBUS等常用数据对接格式，可与调度指挥平台或灾害综合防治平台融合，同时支持上传到上级集团公司或煤监局等；
- 数据精准，压力精度可以精确到1KN/0.01Mpa，位移精度可以达到0.1mm；
- 分站、转换器、采集仪、压力传感器采用全不锈钢外壳工艺，强度高、耐腐蚀，防护性强；
- 采集仪与传感器分体设计，机械部分与电子部分自由替换，维护无需返厂，降低损耗及多场景重复使用成本；
- 系统内部实现全无线传输，使用了最新一代lora自组网技术，覆盖范围广，通讯可靠，某传感器故障不影响整个网络，实现设备无线布置，即装即用，降低安装难度，减少了线缆铺设长度；
- 数据采集分站及数据采集仪自带存储功能，确保重要数据不丢失，保障监测数据的完整性；
- 自带电源容量大，续航能力强，减少电池更换频率，大幅提高使用年限；
- 激光测距支持角度异常报警；
- 井下供电电源及电池异常状态远程监测；
- 系统支持BS、CS、APP、小程序多种架构展示方式，方便客户部署；
- 结合煤岩地质体数字孪生技术和岩石力学AI算法，首创自研覆岩运动可视化系统，直观展示不同方案模拟开采、历史采动期间的覆岩运动及应力场四维时空变化规律；
- 基于异构数据库融合、微服务应用架构、云边协同运算等技术，建设矿压智能防控平台，对海量多源异构数据进行实时辨识、信息逻辑推理、动态安全风险智能评估和分级高效预警，为远程故障诊断、数据统计分析、矿压智能化开采预警防控及公司各层级管理分析决策提供数据支撑，实现安全隐患早判别、早排查、早防控，有效提升应急解危能力。
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