LORA無線技術在KJ616(A)煤礦頂板動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)中的應用

一、LORA無線技術在KJ616(A)煤礦頂板動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)中的應用概述：

   針對現(xiàn)有礦井無線通信系統(tǒng)在上隅角等環(huán)境惡劣,數(shù)據(jù)傳輸速率要求不高的區(qū)域應用效果不理想的狀況,通過分析LoRa技術特點,提出了將LoRa技術應用于礦井無線通信的方案,

分析了其應用架構,并討論了LoRa技術在煤礦井下的適用場景:工作面設備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)和環(huán)境參數(shù)無線傳輸,礦壓監(jiān)測系統(tǒng)多種傳感器數(shù)據(jù),工作面上隅角瓦斯監(jiān)測傳感器數(shù)據(jù)

,采空區(qū)測溫傳感器數(shù)據(jù)等的無線傳輸,礦井機電設備監(jiān)測數(shù)據(jù)無線傳輸。

LoRa技術作為物聯(lián)網(wǎng)低功耗遠程通信技術,采用擴頻調(diào)制等多項技術,實現(xiàn)低功耗下的遠距離通信,具有遠距離組網(wǎng),低功耗,低成本,低速率和大規(guī)模的特點。它可以透傳,私有

協(xié)議和LoRaWAN協(xié)議等多種方式組網(wǎng),實現(xiàn)遠程組網(wǎng)通信|特別是針對遠距離低速率組網(wǎng)方面,LoRa技術是目前十分理想的解決方案。

綜上所述：將LORA技術應用到礦山壓力監(jiān)測系統(tǒng)中具有以下優(yōu)點：

1.傳輸距離更遠，從而在監(jiān)測測點分布不變的情況下，傳輸更加穩(wěn)定。

2.大系統(tǒng)容量，目前可以達到單個系統(tǒng)采集4000個傳感器能力。

3.電池壽命更長，在電池型號不變的情況下，使用壽命比原來提高1倍以上。

4.系統(tǒng)維護工作量降低，測點分布優(yōu)化的情況下，一個工作面中途不需要更換電池。

5.更低的硬件成本，由于傳輸距離變遠，已經(jīng)不需要配置中繼器。

6.安裝傳感器不需要布線，安裝簡便，個別傳感器故障不影響其他系統(tǒng)運行，在線監(jiān)測傳感器故障需要排查線路，很繁瑣。

二、LORA無線技術在KJ616(A)煤礦頂板動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)中的應用結構與組成：

  本系統(tǒng)將計算機檢測技術、無線數(shù)據(jù)通訊技術和傳感器技術融為一體。實現(xiàn)了復雜環(huán)境條件下對煤礦頂板的自動監(jiān)測和分析。系統(tǒng)由八大部分組成：1、計算機及數(shù)據(jù)處理軟件；2、KJ616(A)-J礦用本安型數(shù)據(jù)傳輸接口  3、KJ616(A)-F1礦用本安型傳輸主站；4、KJ616(A)-F2礦用本安型監(jiān)測分站 ；5、GPD60(A)礦用壓力傳感器 ；6、GUW150(A)礦用圍巖移動傳感器 ；7、GPD450（A）礦用本安型錨桿（索）應力傳感器 ；9、GZY60(A)礦用本安型鉆孔應力傳感器 ； 10、KDW28-18（A）礦用隔爆兼本安不間斷電源，另外還包括：通訊線纜、接線盒等本安型部件組成。

煤礦頂板動態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測分析的內(nèi)容

1、  監(jiān)測研究的主要內(nèi)容

1）巷道監(jiān)測

①在巷道內(nèi)主要通過離層位移傳感器監(jiān)測頂板下沉量、頂板下沉速度變化，兩幫內(nèi)顯著變形區(qū)域，用于判斷頂板及兩幫破壞范圍，對巷道穩(wěn)定性進行識別，對巷道所處的安全等級進行評價。

②采用錨桿載荷應力傳感器通過對巷道頂板、兩幫錨固力以及錨固力沿著錨桿長度變化規(guī)律進行監(jiān)測，達到對錨桿的工作狀態(tài)、頂板安全性等進行評價，實現(xiàn)信息反饋，為錨桿支護參數(shù)設計優(yōu)化提供基礎。

2）回采工作面監(jiān)測

①監(jiān)測端頭支架的工作阻力變化規(guī)律，為保障端頭支護穩(wěn)定性和安全性提供依據(jù)，并為確定*的端頭方式及參數(shù)提供基礎。

②分區(qū)監(jiān)測工作面內(nèi)支架的工作阻力變化規(guī)律，為評價支架支護效果、支架對該類頂板的適定性以及頂板來壓規(guī)律提供依據(jù)。

3）超前支承壓力監(jiān)測

通過超前順槽內(nèi)中深鉆孔埋設傳感器，監(jiān)測隨著開采的不斷推進，超前支承壓力的顯著影響范圍、支承壓力高峰值、支承壓力高峰位置以及前移速度等，為超前支護范圍和有重點地預防沖擊地壓的發(fā)生提供依據(jù)。