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系统概述
“矿用光纤顶板动态监测系统”是由我公司针对矿井深部开采遇到的难题，结合矿井实际情况，分析研究矿井深部围岩破碎机理，通过理论分析、实践应用探讨，研发的新一代光纤顶板动态监测系统。
矿用光纤顶板动态监测系统基于激光光学原理，采取无源本安设计，从“传感单元、监测主机、服务器、云计算”整个链路层，采用C/S与B/S架构相结合的数字化架构。系统主流通讯协议采用当今工业控制领域的标准通讯协议Modbus及TCP协议，系统主机以TCP/IP通讯为主，以CAN、485总线通讯为辅，符合智慧矿山及智能化建设需求，实现数字化传输，系统配备RJ45与光纤通讯接口。系统构架简单，实时在线监测，传输距离可达20km；传感器无源本安设计，具有的抗干扰能力，适合煤矿井下高温、高湿、高浓度粉尘环境，并能满足监测现场就地显示。
矿用光纤顶板动态监测系统软件主要功能包括实时监测、数据查询、设备管理、系统设置等功能；其强大的数据查询、报表和数据库等功能，为用户能够快速便捷的了解现场信息提供了有效的途径；通过对顶板位移情况监测、顶板及两帮锚固状态、工作面超前支撑压力等信息的实时采集与分析，实现巷道安全性的自动识别判定、超前支撑压力分布及转移特征的分析，实现对煤矿顶板动力灾害动态监测，实时掌握了顶板的变化规律，准确预报早期隐患点的位置，对预防顶板事故，确保安全生产具有重要意义。同时通过顶板动态变化规律分析，可以判断顶板离层位置，为合理支护参数提供数据依据，解决支护不足或过度支护的问题，具有较好的经济效益和安全效益。
技术指标
1、系统主机技术指标：
| 序号 | 参数描述 | 技术指标 | 单位 |
| 1 | 工作方式 | 连续监测 | / |
| 2 | 显示方式 | 液晶显示 | / |
| 3 | 通讯端口 | RJ45/光口 | / |
| 4 | 传感器接口 | 采用标准SC/APC接口 | / |
| 5 | 响应时间 | <> | s |
| 6 | 传输距离 | 20 | km |
| 7 | 单通道容量 | 4 | 个 |
| 8 | 支持通道数 | 8/16/32/36 | 个 |
| 9 | 传感器工作环境 | 0～40 | ℃ |
| 10 | 供电电源 | AC 127/660/1140 | V |
2、光纤传感器技术指标
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| 光纤离层传感器 | 光纤锚杆（索）应力传感器 | 光纤钻孔压力传感器 |
| 量程 | 0～500mm | 0～600kN | 0～40MPa |
| 分辨率 | 0.1mm | 0.1%F.S | 0.2%F.S |
| 测量精度 | ±2mm | ±3kN | ±0.4MPa |
| 使用环境温度 | 0～40℃ | ||
| 相对湿度 | 45%～90% | ||
| 大气压力 | 80～106KPa | ||
系统功能
显示功能：满足多种类型图表、系统图、曲线图、柱状图等显示要求。
分析功能：满足历史趋势显示，对未来趋势进行评估，提供检修参考信息；
报警功能：可根据实际情况设定不同地点的顶板参数预警值、报警级别及地理位置名称，具备声光报警；
打印功能：具备各种报表的打印功能；
上传功能：满足实时数据网络上传，轻松实现无人值守。
自检功能：系统中某一个传感器出现故障，能够通过软件甄别出故障传感器。
表格定制：满足用户可定制各种表格：实时数据表、历史数据及统计报表、报警一览表等。
查询功能：满足在系统图上直接查询设备信息、运行历史数据等。
光纤顶板动态监测与传统监测技术对比
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| 现有传统顶板动态监测手段 | 光纤顶板动态监测技术 |
| 机械式人工 监测技术 | 煤矿机械式顶板离层仪是一种比较常见的井下顶板离层量监测仪表，其结构简单、价格低廉，在煤矿上得到广泛应用。存在精度低，无法实时在线监测，需要专员定期巡检记录，无法及时发现隐患的缺点。 | 立足于煤矿井下环境，基于光学原理研发，适合煤矿安全生产需求的全光纤顶板动态数字化在线监测与破碎治理预警系统，其特点概括为系统无分站、传感器不带电。该系统涉及的矿用光纤传感器提供一种现场安装方便、现场可视化、无源监测、测量精度高、量程范围大、本质安全，特别适合在易燃易爆、高温、高压、潮湿、强电磁场、腐蚀性等条件下的测量，并能实时本地显示及远程实时监控预警预报；矿用隔爆兼本安型光纤顶板动态监测主机供电电源127V/660V/1140V，无需考虑接电难问题，系统单台主机容量大，物理通道不少于36个，单机可接入不少于180支传感器，同时兼容顶板离层、锚杆（索）应力及钻孔应力传感器。 |
| 电子 监测技术 | 传统的电子类顶板离层传感器其原理简单，多数是单片机加ADC采集单元。容易受井下淋水及粉尘腐蚀，造成传感器使用寿命短，信号传输易受电磁干扰，导致数据突变、误报等问题。 | |
| 有线总线式 监测技术 | 基于有线总线式网络传输的离层监测传感器也得到了广泛应用。但由于有线网络成本高、中继分站多、供电繁琐、施工安装和维护不方便、灵活性差，拓展性不足，易造成系统稳定性差。 | |
| 无线传输 监测技术 | 无线类传感器克服有线总线式传感器大部分缺点。但由于考虑传感器的功耗，数据多采用定时传输，且电池使用寿命短、维护工作量大。受井下复杂环境影响，其传输距离有限，系统需要大量中继站，导致系统结构复杂、稳定性差。 |
煤安证书
