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[摘 要]随着我国煤矿开采深度和开采强度的不断增加，我国煤炭行业面临的安全形势日益严峻，矿压显现不断增强，并有可能诱发重大动力灾害（顶板大面积来压、巷道变形失稳、冲击地压等）。上海庙矿区巷道开始掘进至沿空留巷工作面推采期间矿压显现规律目前还是一片盲区，现无成套巷道掘进至沿空留巷工作面推采期间矿压显现规律研究技术，因此，研究巷道围岩压力实时监测技术，对煤矿安全生产和可持续发展具有重要的意义。
[关键词]设备换人；矿压监测；安全生产
中图分类号：TP764 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）42-0163-01
引言
1901N运输巷为1901N工作面运输顺槽，设计长度2050m，巷道断面为矩形，净宽为4.8m，中净高3.9m，顺9煤层掘进，顶板为灰岩，岩石硬度普氏系数在7～9。，采用“110”工法，1901N工作面推采时沿空留巷，1901N工作面推采后1901N运输巷为1902N工作面的回风顺槽。1901N运输巷掘进至1901N工作面、1902N工作面推采期间巷道矿压显现规律研究对后续生产具有重要的实际工程意义。因此将巷道变形监测系统布置在1901N运输巷，收集相关数据，形成成套巷道掘进至沿空留巷工作面推采期间矿压显现规律研究技术，指导矿井安全生产。
1巷道变形监测系统简述
1.1监测目的
（1）监测巷道围岩变形与破坏情况，为实施科学支护及技术提供依据；（2）对现有的支护安全可靠性进行评价，为及时防止巷道支护失效而造成的巷道塌冒事故，提供决策依据；（3）对巷道可能发生冲击地压的区域进行预警，并为采取卸压等措施提供依据。
1.2监测内容
在1901N运输巷内布置围岩移动传感器（顶板离层仪）监测巷道顶板离层层位、离层量，用于判断顶板破坏范围，对巷道稳定性进行识别，对巷道现有支护进行评价。
在1901N运输巷内布置锚杆（索）应力传感器监测锚杆（索）受力大小与分布，可比较全面的了解锚杆（索）的工作状况，判断锚杆（索）是否发生屈服和破断，评价巷道围岩的稳定性和安全性，以及锚杆（索）支护是否合理，并根据监测数据提出对支护设计修改的建议。
2.1901N运输巷顶板监测布置方案
1901N运输巷长度约2050m，每50米布置一个顶板离层与锚杆（索）应力无线监测测站，共布置41个测站。
每个顶板离层测站在顺槽顶板正中安装1台围岩移动传感器，顺槽共需要围岩移动传感器41台，另外附加2台扩展备用，系统合计需要43台。
每个锚杆（索）应力监测测站在顶板安装1台、帮部安装2台锚杆（索）应力传感器，顺槽锚杆（索）应力传感器120台，另外附加2台扩展备用，系统合计需要122台。
2.1井下光端机、子站安装位置布置
2.1.1光端机放置位置：
井下设置1台光端机放置于井下靠近环网交换机接口的设备硐室内。
2.1.2井下子站放置位置：
每条1901N运输巷设置一台监测子站，与巷道内顶板围岩移动传感器、锚杆（索）应力传感器形成单独通讯，另外附加1台作为扩展备用，共计2台。
2.1.3整套系统采用无线传输，仅光端机至子站采用通信电缆连接，系统需用通信电缆长度1000米进行配置。
2.2井下供电电源箱配置
井下光端机与监测子站采用1台KDW28-18型矿用隔爆兼本安不间断电源供电。
2.3井下设备线路连接
巷道内围岩移动传感器、锚杆（索）应力传感器采用全无线传输。监测子站通过通信电缆连接进入井下光端机。光端机接入矿上现有环网交换机接口实现数据上传。
2.4井上设备布置
地面监测服务器和打印机放置于生产技术部，并安装配套软件，监测数据通过矿区局域网实现共享。
3系统组成
（1）1901N运输巷巷道变形监测所需设备主要是KJ24煤矿顶板与冲击地压监测系统的补套，可利用现行监测服务器、激光打印机、监测软件等系统进行构建，其核心构成有矿用本安型光端机、矿用本安型监测子站、围岩移动传感器、锚杆（索）应力传感器、矿用隔爆兼本安不间断电源、本安接线盒、通信电缆等。
（2）1901N运输巷内围岩移动传感器、锚杆（索）应力传感器采用全无线监测模式，无需敷设传感器信号电缆，有效降低故障率，节省大量人力物力。
（3）无线传输相比于有线传输优点：全无线监测，巷道内无需走线，布局简洁、美观，避免了有线系统易断线导致系统中断的弊端。减少人员维护成本和工时，降低人员劳动强度，更稳定，更简便。
（4）采用433MHz无线信号，绕射穿透能力比较强，传输距离有所保障，整个系统传感器级均采用无线跳频通讯技术进行无线组网通讯。各无线传感器节点监测相应的数据信息，然后根据最优路由協议将数据传送给网络内的无线通信子站，进而借助通信电缆传至级联的光端机，利用工业环网将数据传至地面进行数据分析、处理。
4系统基本功能
（1）实现井上计算机实时动态显示各测区监测参数、曲线、直方图，出现异常可实时报警并记录报警事件；
（2）井下传感器实时监测数据，可通过光控唤醒显示；
（3）井上监测服务器能够将监测数据自动记录存储到SQL动态海量数据库，实现连续监测曲线显示、分析及监测数据实时曲线和历史曲线显示、分析、打印；
（4）对历史数据、报警记录等可分类查询，报表输出数据表格有统计分析，数据库数据信息共享；
（5）该系统后期支持扩展多个子系统，即巷道顶板离层监测、锚网巷道锚杆或锚索载荷应力监测、巷道收敛变形监测、围岩或煤体内部应力监测；
（6）通过监测数据综合分析对顶板进行安全分析评估，监测分析软件采用矿压专家提出的数据分析处理思想，分析功能更具专业化，分析结果更具科学性，能更好地指导安全生产；
（7）顶板动态监测功能：软件支持服务器、客户端监测模式及WEB浏览器模式；
（8）支持矿级、局级监测数据共享。
5结语
本巷道变形监测系统相较于传统的矿压观测方法可节省大量人力，实现了以设备换人，无人则安的目的，符合当前煤矿智慧矿山建设的需要。矿压观测目的是为了掌握巷道矿压显现规律指导安全生产，而上海庙矿区巷道开始掘进至沿空留巷工作面推采期间矿压显现规律目前还是一片盲区，现无成套巷道掘进至沿空留巷工作面推采期间矿压显现规律研究技术。因此，本项目研究对上海庙矿区9层煤开采具有重要的实际工程意义。
参考文献
[1]何宗礼，陈高君，赵晓举.煤矿冲击矿压预测预报与治理技术[J].煤矿开采，2006，10：55-56.
[2]于水，伍永平，曾佑富.坚硬顶板巷道矿压观测与分析[J].陕西煤炭，2012，02：1-3.
[关键词]设备换人；矿压监测；安全生产
中图分类号：TP764 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）42-0163-01
引言
1901N运输巷为1901N工作面运输顺槽，设计长度2050m，巷道断面为矩形，净宽为4.8m，中净高3.9m，顺9煤层掘进，顶板为灰岩，岩石硬度普氏系数在7～9。，采用“110”工法，1901N工作面推采时沿空留巷，1901N工作面推采后1901N运输巷为1902N工作面的回风顺槽。1901N运输巷掘进至1901N工作面、1902N工作面推采期间巷道矿压显现规律研究对后续生产具有重要的实际工程意义。因此将巷道变形监测系统布置在1901N运输巷，收集相关数据，形成成套巷道掘进至沿空留巷工作面推采期间矿压显现规律研究技术，指导矿井安全生产。
1巷道变形监测系统简述
1.1监测目的
（1）监测巷道围岩变形与破坏情况，为实施科学支护及技术提供依据；（2）对现有的支护安全可靠性进行评价，为及时防止巷道支护失效而造成的巷道塌冒事故，提供决策依据；（3）对巷道可能发生冲击地压的区域进行预警，并为采取卸压等措施提供依据。
1.2监测内容
在1901N运输巷内布置围岩移动传感器（顶板离层仪）监测巷道顶板离层层位、离层量，用于判断顶板破坏范围，对巷道稳定性进行识别，对巷道现有支护进行评价。
在1901N运输巷内布置锚杆（索）应力传感器监测锚杆（索）受力大小与分布，可比较全面的了解锚杆（索）的工作状况，判断锚杆（索）是否发生屈服和破断，评价巷道围岩的稳定性和安全性，以及锚杆（索）支护是否合理，并根据监测数据提出对支护设计修改的建议。
2.1901N运输巷顶板监测布置方案
1901N运输巷长度约2050m，每50米布置一个顶板离层与锚杆（索）应力无线监测测站，共布置41个测站。
每个顶板离层测站在顺槽顶板正中安装1台围岩移动传感器，顺槽共需要围岩移动传感器41台，另外附加2台扩展备用，系统合计需要43台。
每个锚杆（索）应力监测测站在顶板安装1台、帮部安装2台锚杆（索）应力传感器，顺槽锚杆（索）应力传感器120台，另外附加2台扩展备用，系统合计需要122台。
2.1井下光端机、子站安装位置布置
2.1.1光端机放置位置：
井下设置1台光端机放置于井下靠近环网交换机接口的设备硐室内。
2.1.2井下子站放置位置：
每条1901N运输巷设置一台监测子站，与巷道内顶板围岩移动传感器、锚杆（索）应力传感器形成单独通讯，另外附加1台作为扩展备用，共计2台。
2.1.3整套系统采用无线传输，仅光端机至子站采用通信电缆连接，系统需用通信电缆长度1000米进行配置。
2.2井下供电电源箱配置
井下光端机与监测子站采用1台KDW28-18型矿用隔爆兼本安不间断电源供电。
2.3井下设备线路连接
巷道内围岩移动传感器、锚杆（索）应力传感器采用全无线传输。监测子站通过通信电缆连接进入井下光端机。光端机接入矿上现有环网交换机接口实现数据上传。
2.4井上设备布置
地面监测服务器和打印机放置于生产技术部，并安装配套软件，监测数据通过矿区局域网实现共享。
3系统组成
（1）1901N运输巷巷道变形监测所需设备主要是KJ24煤矿顶板与冲击地压监测系统的补套，可利用现行监测服务器、激光打印机、监测软件等系统进行构建，其核心构成有矿用本安型光端机、矿用本安型监测子站、围岩移动传感器、锚杆（索）应力传感器、矿用隔爆兼本安不间断电源、本安接线盒、通信电缆等。
（2）1901N运输巷内围岩移动传感器、锚杆（索）应力传感器采用全无线监测模式，无需敷设传感器信号电缆，有效降低故障率，节省大量人力物力。
（3）无线传输相比于有线传输优点：全无线监测，巷道内无需走线，布局简洁、美观，避免了有线系统易断线导致系统中断的弊端。减少人员维护成本和工时，降低人员劳动强度，更稳定，更简便。
（4）采用433MHz无线信号，绕射穿透能力比较强，传输距离有所保障，整个系统传感器级均采用无线跳频通讯技术进行无线组网通讯。各无线传感器节点监测相应的数据信息，然后根据最优路由協议将数据传送给网络内的无线通信子站，进而借助通信电缆传至级联的光端机，利用工业环网将数据传至地面进行数据分析、处理。
4系统基本功能
（1）实现井上计算机实时动态显示各测区监测参数、曲线、直方图，出现异常可实时报警并记录报警事件；
（2）井下传感器实时监测数据，可通过光控唤醒显示；
（3）井上监测服务器能够将监测数据自动记录存储到SQL动态海量数据库，实现连续监测曲线显示、分析及监测数据实时曲线和历史曲线显示、分析、打印；
（4）对历史数据、报警记录等可分类查询，报表输出数据表格有统计分析，数据库数据信息共享；
（5）该系统后期支持扩展多个子系统，即巷道顶板离层监测、锚网巷道锚杆或锚索载荷应力监测、巷道收敛变形监测、围岩或煤体内部应力监测；
（6）通过监测数据综合分析对顶板进行安全分析评估，监测分析软件采用矿压专家提出的数据分析处理思想，分析功能更具专业化，分析结果更具科学性，能更好地指导安全生产；
（7）顶板动态监测功能：软件支持服务器、客户端监测模式及WEB浏览器模式；
（8）支持矿级、局级监测数据共享。
5结语
本巷道变形监测系统相较于传统的矿压观测方法可节省大量人力，实现了以设备换人，无人则安的目的，符合当前煤矿智慧矿山建设的需要。矿压观测目的是为了掌握巷道矿压显现规律指导安全生产，而上海庙矿区巷道开始掘进至沿空留巷工作面推采期间矿压显现规律目前还是一片盲区，现无成套巷道掘进至沿空留巷工作面推采期间矿压显现规律研究技术。因此，本项目研究对上海庙矿区9层煤开采具有重要的实际工程意义。
参考文献
[1]何宗礼，陈高君，赵晓举.煤矿冲击矿压预测预报与治理技术[J].煤矿开采，2006，10：55-56.
[2]于水，伍永平，曾佑富.坚硬顶板巷道矿压观测与分析[J].陕西煤炭，2012，02：1-3.