[發明專利]一種基于M-BUS總線的煤巷頂板離層監測系統

無效

• 申請號: 201210183542.8
• 申請日: 2012-06-06
• 公開（公告）號: CN102705012A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 解波;孫智;楊曉東;李金銘;張功;高松;蔡暢
• 申請（專利權）人: 安徽恒源煤電股份有限公司
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種煤礦頂板離層的監測系統，具體涉及的一種基于M-BUS總線的煤巷頂板離層監測系統。

背景技術

在煤礦生產中，巷道圍巖由于受到外力的拉張和剪切破壞會發生離層，特別是錨桿支護巷道更易發生頂板離層。當頂板離層超過一定范圍，即表明頂板處于非穩定狀態，如果不及時采取支護措施，便會發生冒頂等惡性頂板事故，直接關系到工作人員的人生安全與生產活動能否順利進行。

所以煤礦巷道頂板的控制尤為重要，故在使用錨桿支護技術時，巷道頂板所處的狀態需要隨時進行監測，目前均采用頂板離層儀來監測頂板巖層的移動，它可以分別顯示錨桿長度范圍內和錨桿范圍外頂板巖層的離層情況，為煤礦工程技術人員和檢測人員提供確定錨桿的長度、抗拉強度，了解所使用的錨桿物理性、經濟性的科學依據，從而有效的防止頂板坍落事故的發生，確保煤礦安全生產。根據頂板離層儀觀測到的數據分析，得出不同的地質條件、巖性變化等情況，總結出了錨桿支護巷道錨桿范圍內離層量，及時采取其它有效的支護措施，防止頂板塌落事故的發生。

但目前在煤礦使用的頂板離層儀為機械式巷道頂板離層指示儀和聲光報警式巷道頂板離層指示儀，兩者均采用人工定時觀察測量頂板離層狀況的方法，需要專人定期去觀察讀數，并建立臺賬；而由于巷道工作面回采巷道很長，觀察人員不可能做到每天都能準確掌握各個頂板離層儀變化情況，即不能實現頂板離層的自動監測和數據傳輸，故工作人員不能及時采取相應措施來阻止頂板失穩，突發性破壞還會不可避免的發生，給煤礦的安全生產帶來隱患。

發明內容

本發明就是要解決上述不足，提供一種安全性高、實時性的頂板離層監測系統，實現了在線實時檢測頂板離層量，能及時采取相應措施來為阻止頂板失穩，避免突發性破壞發生。

為了達到上述效果，本發明提供一種基于M-BUS總線的煤巷頂板離層的監測系統，包括M-BUS總線、設置在巷道頂板的頂板離層儀，所述頂板離層儀串接在M-BUS總線上，所述頂板離層儀包括磁性開關陣列、磁性檢測棒；還包括主控器，所述主控器是通過M-BUS總線與頂板離層儀進行通訊，所述磁性開關陣列輸出端與主控器連接；設于監測分站的監測服務器與M-BUS總線連接，并接收經所述主控器處理、轉換為離層量頻率信號的頂板離層數據。

上述方案的優選方案是，所述LED顯示器與報警裝置通過光敏傳感器控制。

上述方案的優選方案是，所述LED顯示器與報警裝置連接有充電裝置。

上述方案的優選方案是，所述主控器是超低功耗16位MSP430單片機。

上述方案的優選方案是，所述主控器連接一直流電源。

在煤礦巷道掘進時將頂板離層儀按通訊地址的順序用M-BUS總線連接安裝組網，頂板離層儀兩兩之間相距約50米，根據巷道的長度來設置頂板離層儀的數量；而在巷道回采時，按相反順序撤除頂板離層儀。本檢測系統的主控器通過M-BUS總線與頂板離層儀進行通訊，采集各頂板離層儀的頂板離層值，并轉換為相應的離層量頻率信號，按頂板離層儀的通訊地址循環定時地傳輸離層量頻率信號至井下監測分站的監測服務器里，監測服務器再將離層量頻率信號通過礦綜合監控系統傳輸至地面生產指揮中心，實現對礦井巷道頂板離層狀態的實時監測。

同時，主控器將離層量頻率信號通過M-BUS總線輸送給固設在巷道頂板上的LED顯示器與報警裝置連接，當現場有工作人員時，光敏傳感器感應到光源即打開LED顯示器與報警裝置的電路，將當前的頂板離層量數值顯示在LED顯示器上，LED顯示器有延時關閉功能，有利于引起工作人員的注意。如當前的離層量超過超限報警值時，觸動報警裝置，警鈴即時提醒現場工作人員要注意安全并采取相應的安全措施，從而保障了現場工作人員的生命安全。

另外，通過M-BUS總線可以設定或修改任意一個頂板離層儀的通訊地址和超限報警值，當離層量超過超限報警值時，LED顯示器在顯示離層數值的同時報警裝置工作，給現場工作人員提醒要注意安全并采取相應的安全措施。

本發明具有以下有益效果：

1、利用了頂板離層儀的磁性開關陣列實現了非接觸式絕對直線位移的測量，不易受粉塵、油污和水汽的污染，抗干擾能力強，適應煤礦這種較為惡劣的環境；

2、采用MSP430超低功耗主控器，降低了頂板離層儀的功耗，從而實現M-BUS總線網絡為本檢測系統進行通信和供電的功能，實現了頂板離層信號檢測的網絡化和自動化；