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　    摘要：煤礦事故發(fā)生率近幾年比較高，所以，相關(guān)單位為了保障礦井生產(chǎn)的順利進(jìn)行，消除安全事故的發(fā)生，特別研究分析了井下各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中儀器儀表的使用方面存在的問(wèn)題。文章介紹了智能瓦斯巡檢系統(tǒng)，防止值班人員出現(xiàn)漏班，空班的現(xiàn)象。還有是對(duì)各種甲烷檢測(cè)儀進(jìn)行校準(zhǔn)。zui后就是對(duì)地質(zhì)探測(cè)儀的應(yīng)用方面進(jìn)行了論述。
        1、前言
　　
　　近幾年來(lái)，位于山東省濟(jì)寧市范圍內(nèi)的省直屬煤礦和在此開(kāi)采的淄博、棗莊礦業(yè)（集團(tuán)）公司所屬煤礦以及兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司各煤礦，針對(duì)以前在井下各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中儀表儀器使用方面存在的問(wèn)題進(jìn)行了深入的分析，與有關(guān)單位共同開(kāi)展了科技攻關(guān)，提出解決方案并且在井下現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了實(shí)踐應(yīng)用，不僅有力地保障了礦井生產(chǎn)的順利進(jìn)行，而且有效地消除了安全事故的發(fā)生。
　　
　　2、瓦斯、通風(fēng)方面
　　
　　2.1智能瓦斯巡檢系統(tǒng)的研制應(yīng)用
　　
　　瓦斯巡檢一直存在著數(shù)據(jù)手工記錄、監(jiān)督困難、歷史數(shù)據(jù)查詢麻煩及不能根據(jù)歷史記錄直接進(jìn)行分析等問(wèn)題。由山東省岱莊生建煤礦與濟(jì)南東之林電器公司研制的智能瓦斯巡檢系統(tǒng)能自動(dòng)記錄瓦斯檢查員姓名、到崗到位時(shí)間、巡檢地點(diǎn)及巡檢內(nèi)容，并輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析處理、生成現(xiàn)場(chǎng)需要的各種報(bào)表，從而便于準(zhǔn)確掌握瓦斯檢查員到崗到位情況，為杜絕空班、漏檢及假檢現(xiàn)象的發(fā)生提供了新的技術(shù)手段。
　　
　?、畔到y(tǒng)工作原理。
　　
　　智能瓦斯巡檢系統(tǒng)是由XJ-Ⅱ型巡檢儀、地點(diǎn)卡、班次卡、人員身份識(shí)別卡、計(jì)算機(jī)和主站軟件六部分組成的。管理人員利用主站軟件將巡檢路線、巡檢點(diǎn)、巡檢項(xiàng)目、巡檢人員等信息錄入計(jì)算機(jī)，制定巡檢計(jì)劃，然后將計(jì)劃下發(fā)到巡檢儀中，并且在井下每個(gè)瓦斯檢查牌板上安裝一個(gè)射頻地點(diǎn)卡。瓦檢員攜帶巡檢儀讀取自己的身份識(shí)別卡和班次卡，然后到各個(gè)檢查點(diǎn)巡查，并用巡檢儀掃描地點(diǎn)卡，檢查點(diǎn)的具體名稱和實(shí)際到達(dá)時(shí)間就被儲(chǔ)存在巡檢儀中。瓦檢員用光學(xué)瓦檢儀進(jìn)行瓦斯檢查，并按巡檢儀提示依次輸入該點(diǎn)瓦斯?jié)舛?、二氧化碳濃度、溫度以及監(jiān)控探頭顯示濃度等數(shù)據(jù)，這樣就完成了一個(gè)點(diǎn)的瓦斯檢查工作。按照同樣的方法，瓦斯檢查員對(duì)巡檢路線其它各個(gè)點(diǎn)依次進(jìn)行巡回檢查。瓦檢員升井后，將該班次巡檢儀交給管理人員，由管理人員將巡檢儀數(shù)據(jù)上傳到計(jì)算機(jī)并存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)，然后以目前流行的Excel電子表格形式輸出瓦斯檢查班報(bào)和日?qǐng)?bào)，同時(shí)將數(shù)據(jù)保存作為歷史記錄以備隨時(shí)查詢和打印。
　　
　　⑵主要軟件結(jié)構(gòu)。
　　
　?、贆z測(cè)作業(yè)計(jì)劃信息輸入模塊。巡檢計(jì)劃的編制包括響應(yīng)的部門(mén)、專業(yè)、巡檢儀、地點(diǎn)卡及其現(xiàn)場(chǎng)位置、計(jì)劃內(nèi)容、巡檢方法及內(nèi)容等信息。
　　
　?、谘矙z管理信息查詢和統(tǒng)計(jì)輸出模塊。系統(tǒng)信息可以按照用戶設(shè)置的條件（何人、何時(shí)、何地、何事及何結(jié)果等相關(guān)字段）任意組合查詢。巡檢系統(tǒng)提供多種查詢方式（按地點(diǎn)、檢測(cè)員工號(hào)、日期或時(shí)間段等）。系統(tǒng)信息以目前流行的數(shù)據(jù)庫(kù)（Excel、Access等）進(jìn)行轉(zhuǎn)換輸出，方便用戶進(jìn)行系統(tǒng)功能的二次開(kāi)發(fā)。
　　
　　③異常數(shù)據(jù)處理模塊。系統(tǒng)將檢測(cè)過(guò)程中獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并分類，生成的異常數(shù)據(jù)歸入“異常數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)”模塊管理。通過(guò)對(duì)巡檢數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，找出異常地點(diǎn)數(shù)據(jù)，可清楚看出各地點(diǎn)異常情況。系統(tǒng)提供統(tǒng)計(jì)、清單、明細(xì)和報(bào)表四個(gè)功能。
　　
　?、苈z統(tǒng)計(jì)模塊。該模塊的主要功能是考核巡檢員能否按計(jì)劃要求完成巡檢，以此來(lái)衡量巡檢員工作質(zhì)量。漏檢情況可按班組和具體人員等統(tǒng)計(jì)。通過(guò)統(tǒng)計(jì)對(duì)比發(fā)現(xiàn)巡檢人員對(duì)巡檢工作的認(rèn)真程度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)工作存在的問(wèn)題和漏洞并加以改正。
　　
　　2.2煤礦常用甲烷檢測(cè)儀器的校準(zhǔn)
　　
　　兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司礦山救護(hù)大隊(duì)對(duì)煤礦常用甲烷檢測(cè)儀器的校準(zhǔn)進(jìn)行了總結(jié)。
　　
　?、殴飧缮婕淄闇y(cè)定器。
　　
　　其原理是：兩相干光經(jīng)過(guò)不同的氣體時(shí)，由于密度不同，折射率也不同，因而產(chǎn)生光程差。當(dāng)兩光束相遇的時(shí)候，光程差決定干涉條紋的移動(dòng)，條紋移動(dòng)量隨氣體密度變化而改變，氣體折射率的差值也隨之改變。當(dāng)混合氣體成分比例變化即成分氣體濃度變化時(shí)，其密度也會(huì)改變，從而可從干涉條紋的移動(dòng)判斷氣體的成分（濃度）。光干涉甲烷測(cè)定器的校準(zhǔn)是指在規(guī)定條件下，對(duì)儀器量值與對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)量值進(jìn)行復(fù)現(xiàn)操作的過(guò)程。檢定是指依據(jù)檢定規(guī)程對(duì)儀器計(jì)量性能進(jìn)行判定的一系列工作；檢定比校準(zhǔn)要求高，一般由有資質(zhì)的計(jì)量部門(mén)進(jìn)行。實(shí)際應(yīng)用中對(duì)光干涉甲烷測(cè)定器的日常校準(zhǔn)采用壓力校準(zhǔn)法和標(biāo)準(zhǔn)氣樣校準(zhǔn)法。①壓力校準(zhǔn)法。其原理是：一定濃度的甲烷氣體折射率對(duì)應(yīng)一定溫度條件下對(duì)應(yīng)壓力的空氣折射率，利用外接加壓裝置對(duì)甲烷氣室進(jìn)行加壓至相對(duì)應(yīng)的壓力，讀出儀器示值，看是否在誤差范圍內(nèi)來(lái)判定儀器的準(zhǔn)確性。不同溫度下對(duì)應(yīng)的壓力按照溫度為20℃時(shí)的壓力進(jìn)行折算。②標(biāo)準(zhǔn)氣樣校準(zhǔn)法。這是用標(biāo)準(zhǔn)氣樣對(duì)光干涉甲烷測(cè)定器進(jìn)行比對(duì)的校準(zhǔn)方法。校準(zhǔn)時(shí)特別要注意檢測(cè)儀器吸氣取樣完畢后及時(shí)和有壓力的氣體源分離，以避免因壓力存在造成誤差，同時(shí)注意溫度修正，以確保校準(zhǔn)準(zhǔn)確性。校準(zhǔn)狀態(tài)下標(biāo)準(zhǔn)氣樣濃度與對(duì)應(yīng)儀器應(yīng)得讀數(shù)關(guān)系可用公式計(jì)算。
　　
　?、拼呋紵?a href="http://caturday.cn/channel/t4354/index.html">甲烷檢測(cè)報(bào)警儀。
　　
　　煤礦常用便攜式甲烷檢測(cè)報(bào)警儀目前絕大部分為催化燃燒原理的甲烷測(cè)定器。該儀器原理是：利用甲烷在載體催化元件上發(fā)生氧化燃燒時(shí)產(chǎn)生熱量并引起電阻值的變化，然后利用轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn)甲烷濃度值的測(cè)量。載體催化元件（俗稱黑白元件）是甲烷便攜儀的主要部件，其具有雙值性，即在一定濃度范圍內(nèi)，元件輸出的電信號(hào)與甲烷濃度成很好的正比例線性關(guān)系，然而到一定濃度時(shí)出現(xiàn)拐點(diǎn)，甲烷濃度和元件輸出的電信號(hào)不再呈規(guī)則的線性關(guān)系，之后呈現(xiàn)反比例關(guān)系。常用的甲烷檢測(cè)儀在0～4%范圍內(nèi)讀值精度非?？煽俊５?，該儀器壽命較短，一般現(xiàn)在廠家承諾的壽命即元件活性下降到50%所需的時(shí)間不少于一年，同時(shí)元件的受到環(huán)境的影響比較大，礦井的硫化物會(huì)使元件出現(xiàn)中毒，環(huán)境的濕度大也會(huì)降低元件的活性。另外，當(dāng)催化元件長(zhǎng)期工作在低濃度（1%以下）的時(shí)候，突然遇到高濃度的甲烷（5%以上）而后又恢復(fù)到低濃度的情況下工作，這個(gè)時(shí)候的元件活性會(huì)提高，即所謂的元件“激活”，會(huì)使儀器測(cè)量結(jié)果偏高，需及時(shí)進(jìn)行調(diào)校。
　　
　　2.3“數(shù)字光瓦”和便攜式瓦斯檢測(cè)儀在瓦斯測(cè)定應(yīng)用中的不同點(diǎn)
　　
　　便攜式智能光干涉甲烷測(cè)定器（俗稱“數(shù)字光瓦”）和便攜式瓦斯檢測(cè)儀的共同點(diǎn)是都能測(cè)定甲烷濃度且具有一定精度；有一定的使用期限，需要定期進(jìn)行檢查、維修、校驗(yàn)，定期送有資質(zhì)的安全儀器儀表鑒定機(jī)構(gòu)強(qiáng)檢；具有攜帶方便、操作簡(jiǎn)單、安全可靠的特點(diǎn)。淄博礦業(yè)集團(tuán)公司岱莊煤礦通過(guò)“數(shù)字光瓦”和便攜式瓦斯檢測(cè)儀的對(duì)比分析，找出它們的不同特點(diǎn)。便攜式瓦斯檢測(cè)儀和“數(shù)字光瓦”各有優(yōu)點(diǎn)和不足，但是均為礦井瓦斯管理中*的安全檢測(cè)儀器，要很好的使用。
　　
　?、艤y(cè)定氣體種類不同。
　　
　　由于結(jié)構(gòu)和原理不同，便攜式瓦斯檢測(cè)儀只能測(cè)定瓦斯的濃度，“數(shù)字光瓦”能測(cè)定瓦斯和二氧化碳的濃度，而且它們的測(cè)定方式、方法、步驟和顯示方式不同。
　　
　　⑵測(cè)定范圍和精度不同。
　　
　　①便攜式瓦斯檢測(cè)儀。0～2.00%時(shí)精度0.10%；2.00%～3.00%時(shí)精度0.20%；3.00%～5.00%時(shí)精度0.35%；在測(cè)定范圍內(nèi)能準(zhǔn)確測(cè)定瓦斯?jié)舛龋龇秶鷦t不能準(zhǔn)確測(cè)定瓦斯?jié)舛?，且?huì)損壞儀器。
　　
　?、?ldquo;數(shù)字光瓦”。0～10%時(shí)精度0.01%；0～時(shí)精度0.1%；在測(cè)定范圍內(nèi)能準(zhǔn)確測(cè)定瓦斯?jié)舛?，在測(cè)定范圍外雖不能準(zhǔn)確測(cè)定瓦斯和二氧化碳濃度，但是不會(huì)損壞儀器。
　　
　?、鞘褂闷谙薏煌?。
　　
　　便攜式瓦斯檢測(cè)儀不低于1a，“數(shù)字光瓦”l0～1。、
　　
　?、仁褂脮r(shí)的注意事項(xiàng)不同。
　　
　　①便攜式瓦斯檢測(cè)儀。
　　
　　在攜帶和使用過(guò)程中嚴(yán)禁猛烈摔打、碰撞和被水澆淋或浸泡；使用中發(fā)現(xiàn)電壓不足的是應(yīng)當(dāng)立即停止使用，否則將會(huì)影響儀器的正常工作并且縮短電池使用的壽命；熱催化（熱效）式便攜式瓦斯檢測(cè)儀不適宜在含有硫化氫的地區(qū)以及瓦斯?jié)舛瘸^(guò)儀器允許值的場(chǎng)所中使用，以免儀器產(chǎn)生誤差或者損壞；對(duì)儀器每10d使用標(biāo)準(zhǔn)氣樣進(jìn)行校驗(yàn)，確保儀器準(zhǔn)確、可靠。
　　
　?、?ldquo;數(shù)字光瓦”。
　　
　　攜帶和使用的時(shí)候防止和其它硬物碰撞，以免損壞儀器內(nèi)部零件和光學(xué)鏡片；光干涉條紋不清晰是由于空氣濕度過(guò)大，光學(xué)玻璃上有霧?；蚧覊m附在上面造成的，可調(diào)動(dòng)光源燈泡解決或由維修人員拆開(kāi)進(jìn)行擦拭，或者調(diào)整光路系統(tǒng)；空氣中含有一氧化碳、硫化氫等其它氣體將使瓦斯測(cè)定結(jié)果偏高，應(yīng)再加1個(gè)輔助吸收管，內(nèi)裝顆?；钚蕴肯蚧瘹溆绊懀b有40%氧化銅和60%二氧化錳的混合物消除一氧化碳的影響；在火區(qū)、密閉區(qū)等嚴(yán)重缺氧地點(diǎn)，由于氣體成分變化大，用“數(shù)字光瓦”測(cè)定瓦斯的結(jié)果會(huì)比實(shí)際濃度偏大很多（氧氣濃度每降低1%，瓦斯?jié)舛葴y(cè)定結(jié)果約偏大0.2%），這時(shí)候不準(zhǔn)使用“數(shù)字光瓦”測(cè)定瓦斯?jié)舛龋桓咴貐^(qū)的空氣密度小、氣壓低，使用的時(shí)候應(yīng)當(dāng)對(duì)儀器進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整；儀器不用的時(shí)候要放在干燥地方，并且取出電池，以防腐蝕儀器；定期對(duì)儀器進(jìn)行檢查、維修、校正，不得使用帶病或損壞的儀器。
　　
　　⑸其它方面。
　　
　　便攜式瓦斯檢測(cè)儀具有操作方便、讀數(shù)直觀、體積小、重量輕、維修方便等特點(diǎn)。“數(shù)字光瓦”操作簡(jiǎn)單，安全可靠而且有足夠的精度；但是構(gòu)造復(fù)雜，維修不便。
　　
　　2.4南屯礦使用瓦斯斷電儀有經(jīng)驗(yàn)
　　
　　在沿空掘進(jìn)煤巷和半煤巖巷時(shí)，許多大型煤礦一般都由工作面迎頭便攜式瓦斯檢測(cè)報(bào)警儀、瓦斯斷電儀和回風(fēng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的瓦斯傳感器組成三位一體的自動(dòng)監(jiān)控單元。為了保證瓦斯超限后能夠立即斷電，瓦斯斷電儀基本都是安裝在掘進(jìn)機(jī)上的。由于瓦斯斷電儀沒(méi)有特殊的減振措施，經(jīng)常出現(xiàn)誤動(dòng)作。為了尋求合理的改造方案，兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司南屯煤礦對(duì)此進(jìn)行了研究，并在不影響原電路設(shè)計(jì)本安性能的前提下對(duì)軟、硬件進(jìn)行了相關(guān)的改進(jìn)和實(shí)驗(yàn)。
　　
　　他們發(fā)現(xiàn)因?yàn)檫B續(xù)振動(dòng)而產(chǎn)生誤斷電的主要原因有兩個(gè)：①小信號(hào)繼電器在振動(dòng)中易發(fā)生機(jī)械觸點(diǎn)碰合；②校正斷電儀必須調(diào)整電位器，長(zhǎng)期使用導(dǎo)致電位器旋鈕松動(dòng)，在振動(dòng)的影響下發(fā)生平衡電橋零點(diǎn)漂移，當(dāng)負(fù)向漂移達(dá)－0.10時(shí)，斷電儀輸出斷電信號(hào)使被控設(shè)備斷電。為此，他們對(duì)斷電繼電器重新選型，選用固態(tài)繼電器代替原小型繼電器，利用分立器件、集成器件及微電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)控制回路（輸入端）與負(fù)載回路（輸出端）之間的電隔離及信號(hào)耦合，沒(méi)有任何可動(dòng)部件或觸點(diǎn)，能與邏輯電路兼容、抗*力強(qiáng)。
　　
　　為了實(shí)現(xiàn)遙控功能，在硬件方面設(shè)計(jì)了由集成脈沖發(fā)生器及分立元件組成的發(fā)射裝置和由紅外線接收器與單片機(jī)聯(lián)接實(shí)現(xiàn)接收的裝置。發(fā)射裝置共有4個(gè)遙控鍵，輸出脈沖個(gè)數(shù)分別為7、8、9、10，被單片機(jī)接收后分別執(zhí)行開(kāi)始／結(jié)束、濃度值上升、濃度值下降和復(fù)位功能。接收裝置為設(shè)計(jì)的核心部分，負(fù)責(zé)完成脈沖接收和處理。此外，他們還進(jìn)行了相關(guān)軟件的設(shè)計(jì)，盡zui大可能解決誤斷電故障，保證掘進(jìn)工作面安全、正常生產(chǎn)。
　　
　　2.5風(fēng)量風(fēng)壓監(jiān)測(cè)儀并入礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)
　　
　　兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司北宿煤礦將風(fēng)量風(fēng)壓監(jiān)測(cè)儀數(shù)據(jù)通過(guò)模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變并入礦井安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了礦井主要通風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)在調(diào)度室和通防部門(mén)等顯示終端在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，提高了設(shè)備的自動(dòng)化水平和通風(fēng)管理水平。
　　
　　⑴問(wèn)題提出。
　　
　　由于該煤礦總回風(fēng)條件惡劣、風(fēng)硐難以進(jìn)入、風(fēng)表檢測(cè)煩瑣、U型水柱計(jì)液面上下波動(dòng)等諸多原因的限制，人工測(cè)定礦井風(fēng)量和風(fēng)壓的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。他們和中國(guó)礦業(yè)大學(xué)采用風(fēng)量、風(fēng)壓智能監(jiān)測(cè)儀對(duì)風(fēng)硐風(fēng)量和負(fù)壓數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集與運(yùn)算，準(zhǔn)確地在線監(jiān)測(cè)礦井總風(fēng)量、礦井負(fù)壓或通風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況的大小與變化情況，并經(jīng)數(shù)碼管顯示輸出。經(jīng)過(guò)一年多的運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)風(fēng)量、風(fēng)壓智能監(jiān)測(cè)儀必須安設(shè)在主要通風(fēng)機(jī)附近，讀取數(shù)據(jù)必須到南、西風(fēng)機(jī)房查看或詢問(wèn)，不能夠及時(shí)地讀取主要通風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)。為了解決這個(gè)問(wèn)題，該礦利用微機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)采集技術(shù)和現(xiàn)代通訊技術(shù)，將風(fēng)量風(fēng)壓監(jiān)測(cè)儀并入礦井KJ95安全監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)將礦井風(fēng)量和負(fù)壓數(shù)據(jù)傳輸?shù)秸{(diào)度室和通防部門(mén)等顯示終端。
　　
　　⑵工作原理。
　　
　?、亠L(fēng)量風(fēng)壓監(jiān)測(cè)儀的工作原理。
　　
　　儀器以單片機(jī)為核心，配以傳感器、V/I、A/D、E2PROM、按鍵、數(shù)碼管和電源等外圍元部件組成。傳感器輸出的原始信號(hào)經(jīng)過(guò)V/I變換，調(diào)理成4～20mA電流信號(hào)，流經(jīng)采樣電阻變成電壓信號(hào)后，通過(guò)V/F變換進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換分辨率超過(guò)13位，轉(zhuǎn)換精度高，具有良好的穩(wěn)定性和線性。計(jì)算機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)有相應(yīng)的傳感器轉(zhuǎn)換函數(shù)以及現(xiàn)場(chǎng)工況參數(shù)，經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)運(yùn)算求出被測(cè)量值，經(jīng)數(shù)碼管顯示輸出。
　　
　　②信號(hào)轉(zhuǎn)換器的工作原理。
　　
　　對(duì)輸入的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)，經(jīng)取樣變成電壓信號(hào)，再經(jīng)過(guò)放大，輸出給V/F轉(zhuǎn)換器，輸出200～1000Hz的頻率信號(hào)。實(shí)現(xiàn)了礦井主要通風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
　　
　?、鄄⒕W(wǎng)的工作原理。
　　
　　風(fēng)量風(fēng)壓監(jiān)測(cè)儀配有風(fēng)量傳感器和負(fù)壓傳感器。傳感器輸出的原始信號(hào)經(jīng)過(guò)V/I變換，調(diào)理成4～20mA電流信號(hào)，經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)取樣變成電壓信號(hào)，再經(jīng)過(guò)放大，輸出給V/F轉(zhuǎn)換器，輸出200～1000Hz的頻率信號(hào)。監(jiān)控分站將采集的含有風(fēng)量和風(fēng)壓信息的頻率信號(hào)處理后，傳輸?shù)奖O(jiān)控系統(tǒng)中心站，并通過(guò)中心站主機(jī)顯示器、大屏幕和模擬盤(pán)等外設(shè)終端實(shí)時(shí)顯示出來(lái)。
　　
　?、菍?shí)際應(yīng)用。
　　
　　風(fēng)量、風(fēng)壓監(jiān)測(cè)儀并入安全監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)以后，通過(guò)幾年來(lái)的使用，技術(shù)上*可靠，而且實(shí)用性強(qiáng)。由于信號(hào)轉(zhuǎn)換遠(yuǎn)距離傳輸與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，礦領(lǐng)導(dǎo)、調(diào)度室或通風(fēng)部門(mén)在局域網(wǎng)上隨時(shí)可看到礦井通風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況。另外，通防科安全監(jiān)測(cè)隊(duì)值班人員發(fā)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常或信號(hào)中斷等故障，可及時(shí)通知相關(guān)人員進(jìn)行處理，節(jié)約了大量人力和時(shí)間。
　　
　　3、地質(zhì)、礦壓
　　
　　3.1便攜式礦井地質(zhì)探測(cè)儀在煤礦的應(yīng)用
　　
　　棗莊礦業(yè)（集團(tuán)）公司新安煤礦在輔助軌道巷和輔助膠帶巷的開(kāi)拓過(guò)程中，揭露F7斷層落差4.5m，傾角50º。為了確定F7斷層走向和延展長(zhǎng)度，以便靠近斷層布置3116工作面，提高資源回收率，在相臨的3112運(yùn)輸順槽利用KDZ1114-3型便攜式礦井地質(zhì)探測(cè)儀進(jìn)行震波探測(cè)，對(duì)F7斷層追蹤探測(cè)。
　　
　?、盘綔y(cè)方法。
　　
　　此次試驗(yàn)采用單點(diǎn)探測(cè)方法，即利用聲波在波阻抗不同的介質(zhì)界面反射原理來(lái)探測(cè)介質(zhì)的速度和厚度。在礦井地質(zhì)中，煤層密度一般情況下多為1.3～1.5t/m3，波速0.8～1.5m/s；巖層密度在2.4～3.0t/m3，波速2.5～3.5m/s。所以，煤、巖界面反射系數(shù)一般比較大，多在0.6以上，是1個(gè)強(qiáng)反射界面，有利于震波反射法進(jìn)行超前探測(cè)或煤厚探測(cè)。因其采用單個(gè)檢波器來(lái)接收單次錘擊所反射回來(lái)的聲波，并對(duì)此數(shù)據(jù)進(jìn)行解析得到相應(yīng)的結(jié)果，因此稱為單點(diǎn)探測(cè)。單點(diǎn)探測(cè)技術(shù)是源于反射地震波勘探中的自激自收方式。它是通過(guò)接收巖、煤層界面的地震波垂直反射信號(hào)來(lái)解析計(jì)算目的層距離或厚度的。單點(diǎn)探測(cè)接收的反射波是震源在界面的垂點(diǎn)反射回來(lái)的反射波，所以解析的距離總是等于或小于實(shí)際位置。探測(cè)目的層與探測(cè)方向的夾角大于等于60º。
　　
　?、茢?shù)據(jù)采集。
　　
　?、賲?shù)設(shè)置。
　　
　　此次測(cè)試結(jié)合井下實(shí)際工作條件，實(shí)測(cè)過(guò)程中采用單點(diǎn)及單道共偏移連續(xù)追蹤方式采集數(shù)據(jù)，在單邊排列調(diào)查的基礎(chǔ)上選擇出信號(hào)*窗口。采樣間隔100μs，采樣點(diǎn)數(shù)1024個(gè)，前放增益24～48dB，采樣頻率0～1000Hz，通道數(shù)4個(gè)。
　　
　?、谑┕ぴO(shè)備。
　　
　　此次探測(cè)采用KDZ1114-3型便攜式礦井地質(zhì)探測(cè)儀進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。傳感器聲波檢層法中采用高頻系列檢波器，其頻率響應(yīng)為14～2000Hz。震源視實(shí)際情況分別采用落重法，即用4kg重錘進(jìn)行錘擊啟動(dòng)，具體使用的軟硬件系統(tǒng)設(shè)備主要有：KDZ1114-3便攜式礦井地質(zhì)探測(cè)儀主機(jī)；KDZ震波探測(cè)解析系統(tǒng)軟件，支持WINDOWS界面；信號(hào)傳輸裝置包括4通道信號(hào)采集線10m和信號(hào)傳輸延長(zhǎng)線30m；啟動(dòng)裝置包括多方式啟動(dòng)線4m、啟動(dòng)延長(zhǎng)線30m雙接頭和啟動(dòng)觸發(fā)器若干；數(shù)據(jù)通訊裝置包括D89通訊電纜3m接頭和打印機(jī)電纜1mDB25轉(zhuǎn)DB36；震源激發(fā)接收裝置包括高阻尼檢波器100Hz×2、10Hz×2以及其它輔助工具。
　　
　?、求w會(huì)。
　　
　　通過(guò)震波探測(cè)之后，按探測(cè)結(jié)果進(jìn)行3116工作面布置，沒(méi)有遇到F7斷層，后來(lái)通過(guò)鉆探驗(yàn)證，斷層位置與探測(cè)結(jié)果相差1.2m，效果很好。該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用為礦井高產(chǎn)提供了技術(shù)保障。KDZ1114-3型便攜式礦井地質(zhì)探測(cè)儀作為斷層預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)以及煤厚探測(cè)的理想輔助工具，可以提高采區(qū)的勘探精度，不僅對(duì)于指導(dǎo)生產(chǎn)施工和優(yōu)化設(shè)計(jì)有著重大的指導(dǎo)意義，而且提高了煤巷萬(wàn)t掘進(jìn)率和綜采工作面回采率，減少了工程施工的盲目性。
　　
　　3.2頂板離層儀在岱莊煤礦的應(yīng)用
　　
　　淄博礦業(yè)集團(tuán)公司岱莊煤礦采用頂板離層儀對(duì)巷道進(jìn)行監(jiān)測(cè)，合理確定支護(hù)方式及參數(shù)，有效對(duì)巷道支護(hù)采取超前措施，變被動(dòng)支護(hù)為主動(dòng)支護(hù)，使掘進(jìn)速度和支護(hù)強(qiáng)度結(jié)合起來(lái)，加快了施工的速度。
　　
　　該礦的首采煤層為3上煤層，煤厚2.0～3.2m。煤層頂板裂隙發(fā)育，以粉砂巖為主，次為中砂巖，為復(fù)合頂板。底板以粉砂巖為主，次為泥巖，厚0.54～15.46m。頂板圍巖抗壓強(qiáng)度較低，屬于不穩(wěn)定巖層。順槽采用錨網(wǎng)索支護(hù)。
　　
　?、艊鷰r松動(dòng)圈的確定。
　　
　　①圍巖松動(dòng)圈的測(cè)試。
　　
　　采用BA-II型松動(dòng)圈測(cè)試儀在1301長(zhǎng)壁面頂幫布置測(cè)點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)。從綜合測(cè)試結(jié)果看，原巖整體性較差，波速較低，均小于2.0×103m/s，松動(dòng)圈0.7～1.0m，且這一范圍的劃分標(biāo)志點(diǎn)不明顯，隨時(shí)間推移還有發(fā)展的趨勢(shì)，常規(guī)支護(hù)方式難以保證巷道穩(wěn)定。
　　
　?、谑諗孔冃蔚臏y(cè)試。
　　
　　由測(cè)試結(jié)果看出：巷道初期變形大，后期變形小，所以巷道掘出后初期支護(hù)非常重要，一方面能有效控制巷道初期變形，同時(shí)對(duì)后期穩(wěn)定也產(chǎn)生重要影響。
　　
　?、垌敯咫x層的測(cè)試。
　　
　　在軌道及皮帶順槽內(nèi)每隔50m安設(shè)1個(gè)頂板離層儀，每個(gè)測(cè)孔設(shè)2個(gè)基點(diǎn)，深部基點(diǎn)深度4～5m，布置在頂板砂巖中，淺部基點(diǎn)在錨桿端部深度2～2.5m。根據(jù)頂板離層量對(duì)頂板離層進(jìn)行分析。由分析結(jié)果看出：淺層頂板離層較深層嚴(yán)重，淺層頂板的承載力低，深部砂巖頂板變形和離層相對(duì)較小。這正是采用錨索支護(hù)的基礎(chǔ)。工程測(cè)試結(jié)論：3煤層頂?shù)装鍑鷰r穩(wěn)定性較差、易離層，單一的支護(hù)方式難以有效控制巷道穩(wěn)定，必須根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際揭露的巷道頂?shù)装鍘r性，合理確定支護(hù)方式及參數(shù)。
　　
　?、苠^桿受力的測(cè)試。
　　
　　測(cè)試結(jié)果表明頂板錨桿受力明顯大于兩幫錨桿（軌道順槽2#斷面測(cè)點(diǎn)），zui大載荷為58kN。
　　
　?、频V壓觀測(cè)資料的分析。
　　
　?、僦芷趤?lái)壓步距
　　
　　從巷道周期來(lái)壓步距數(shù)據(jù)看出：軌道巷外側(cè)是已采區(qū)，皮帶巷外側(cè)是實(shí)體煤，皮帶巷礦壓顯現(xiàn)沒(méi)有軌道巷明顯，頂板zui大下沉速度僅為軌道巷1/2～1/3；老頂斷裂多位于煤壁前方4～8m，以4m為多；軌道巷老頂初次斷裂在8～12m，其余均在8m范圍內(nèi)。
　　
　?、诔爸瘟Ψ植?。
　　
　　通過(guò)觀測(cè)分析可知，超前支承壓力高峰區(qū)約在煤壁前方8～12m，超前巷道圍巖破壞區(qū)約在自煤壁向前8m左右，故應(yīng)加強(qiáng)該段巷道的超前支護(hù)。
　　
　?、巯锏拦潭c(diǎn)收斂變形分析。
　　
　　主要用于觀測(cè)工作面推進(jìn)過(guò)程中超前支承壓力影響范圍及巷道變形規(guī)律。通過(guò)觀測(cè)，軌道巷兩幫移近量較大，累計(jì)移近量達(dá)306mm，頂?shù)滓平績(jī)H為35mm，說(shuō)明煤層擠出現(xiàn)象嚴(yán)重應(yīng)加強(qiáng)兩幫煤層支護(hù)。工作面回采過(guò)程中的超前影響范圍大致在70～80m，頂板下沉速度顯著增加的范圍在工作面前方20～30m。
　　
　　3.3煤層靜壓式底板比壓儀的應(yīng)用
　　
　　煤礦井下采煤工作面的綜采液壓支架在松軟底板下使用的時(shí)候發(fā)生移架和運(yùn)煤溜子頂起，其重要原因之一就是底板容許比壓過(guò)小，使得底板遭到支護(hù)體的破壞和支架被壓入底板所致。濟(jì)寧礦業(yè)集團(tuán)花園煤礦測(cè)定了煤層底板巖層的容許比壓等力學(xué)參數(shù)，對(duì)采場(chǎng)底板控制的設(shè)計(jì)和支架適用性分析具有重要意義。
　　
　?、殴ぷ髅娓艣r。
　　
　　首采工作面為-500m綜采工作面，開(kāi)采3#煤層，設(shè)計(jì)為條帶開(kāi)采，走向長(zhǎng)259m、傾向長(zhǎng)33.6m。工作面煤層賦存穩(wěn)定，煤層可采厚度2.13～3.55m，平均厚度2.70m。工作面煤層頂板依次為：厚度5.45m的粉砂巖，深灰色，粉砂狀結(jié)構(gòu)，水平及微波狀層理，含大量黃鐵礦薄膜及植物化石碎片；厚度32.50m的中粒砂巖，灰白色，厚層狀，中粒砂狀結(jié)構(gòu)，成分以石英為主，分選磨圓較好，具炭化面，夾泥巖條帶等。工作面煤層底板依次為：厚度2.85m的泥巖，灰黑色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，含大量黃鐵礦薄膜及植物根部化石；厚度6.72m的粉砂巖，深灰色，粉砂狀結(jié)構(gòu)，波狀層理發(fā)育，中部夾細(xì)砂巖條帶，裂隙發(fā)育，巖石破碎
　　
　?、频装灞葔簻y(cè)試。
　　
　?、俜桨浮２捎肈YB-3型靜壓式底板比壓儀對(duì)底板比壓進(jìn)行測(cè)試。由于比壓儀頂蓋比底座壓模的承壓面積大，儀器產(chǎn)生的推壓力對(duì)底板產(chǎn)生的比壓大于頂板，因此當(dāng)儀器施壓時(shí)主要是向下延伸，并使底座壓模壓入底板。壓模壓入底板的深度是隨著對(duì)底座壓模產(chǎn)生的比壓（可通過(guò)壓力表所示的油缸壓力換算而得）的變化而變化的，所以底板比壓儀器的安裝和使用要點(diǎn)是垂直于頂、底板，接觸真頂和真底。在工作面內(nèi)均勻選點(diǎn)。②結(jié)果。對(duì)工作面進(jìn)行了3個(gè)測(cè)站的底板比壓測(cè)試，根據(jù)底板巖性狀況均統(tǒng)一選擇Φ100mm的壓模。根據(jù)原始觀測(cè)記錄，整理出各次的壓入量hi值，再整理出各次泵壓的壓模底板比壓值，繪出曲線圖。由曲線圖可知*階段和第二階段之間的交點(diǎn)為底板表分層臨破壞前的拐點(diǎn)。此拐點(diǎn)的比壓值即為該測(cè)點(diǎn)的底板抗壓強(qiáng)度值。工作面煤層底板的極限比壓（亦稱*極限抗壓入強(qiáng)度）是各測(cè)站實(shí)測(cè)底板比壓的統(tǒng)計(jì)平均值。*、第二、第三測(cè)站的底板抗壓強(qiáng)度值分別為10、14、11MPa，底板剛度值分別為1.429、3.500、1.222MPa/mm，可得工作面煤層底板的極限比壓為14.58MPa、工作面煤層底板的剛度值為2.05MPa/mm。
　　
　?、枪ぷ髅娴装灞葔悍诸悺?br />　　
　　考慮安全系數(shù)為0.75，計(jì)算得工作面的容許底板比壓為10.94MPa、工作面煤層底板容許剛度為1.54MPa/mm。根據(jù)《緩傾斜煤層采煤工作面底板分類》（MT553-1996）要求，對(duì)于新建礦井，其煤層底板可以參考有關(guān)指標(biāo)進(jìn)行分類，確定工作面底板為IIIb類較軟底板。⑷工作面支架選型的底板比壓適應(yīng)性。工作面綜采支架中間架的底板比壓為0.2～1.8MPa，小于煤層容許底板比壓，因而是適宜的。