LORA無線技術(shù)在KJ616(A)煤礦頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用

一、LORA無線技術(shù)在KJ616(A)煤礦頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)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(yīng)用效果不理想的狀況,通過分析LoRa技術(shù)特點(diǎn),提出了將LoRa技術(shù)應(yīng)用于礦井無線通信的方案,

分析了其應(yīng)用架構(gòu),并討論了LoRa技術(shù)在煤礦井下的適用場景:工作面設(shè)備運(yùn)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(jī)電設(shè)備監(jiān)測數(shù)據(jù)無線傳輸。

LoRa技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)低功耗遠(yuǎn)程通信技術(shù),采用擴(kuò)頻調(diào)制等多項(xiàng)技術(shù),實(shí)現(xiàn)低功耗下的遠(yuǎn)距離通信,具有遠(yuǎn)距離組網(wǎng),低功耗,低成本,低速率和大規(guī)模的特點(diǎn)。它可以透傳,私有

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

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

1.傳輸距離更遠(yuǎn)，從而在監(jiān)測測點(diǎn)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(dá)到單個(gè)系統(tǒng)采集4000個(gè)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(hù)工作量降低，測點(diǎn)分布優(yōu)化的情況下，一個(gè)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(yuǎn)，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(gè)別傳感器故障不影響其他系統(tǒng)運(yùn)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(shù)在KJ616(A)煤礦頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用結(jié)構(gòu)與組成：

  本系統(tǒng)將計(jì)算機(jī)檢測技術(shù)、無線數(shù)據(jù)通訊技術(shù)和傳感器技術(shù)融為一體。實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜環(huán)境條件下對煤礦頂板的自動(dòng)監(jiān)測和分析。系統(tǒng)由八大部分組成：1、計(jì)算機(jī)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(dòng)傳感器 ；7、GPD450（A）礦用本安型錨桿（索）應(yīng)力傳感器 ；9、GZY60(A)礦用本安型鉆孔應(yīng)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(dòng)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(jìn)行識別，對巷道所處的安全等級進(jìn)行評價(jià)。

②采用錨桿載荷應(yīng)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(jìn)行監(jiān)測，達(dá)到對錨桿的工作狀態(tài)、頂板安全性等進(jìn)行評價(jià)，實(shí)現(xiàn)信息反饋，為錨桿支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)優(yōu)化提供基礎(chǔ)。

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(hù)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(chǔ)。

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(jià)支架支護(hù)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(shè)傳感器，監(jiān)測隨著開采的不斷推進(jìn)，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(hù)范圍和有重點(diǎn)地預(yù)防沖擊地壓的發(fā)生提供依據(jù)。