【摘要】：綜采工作面是礦井生產(chǎn)的核心場所,液壓支架對綜采工作面起重要支護作用,防止頂板上面的巖石掉落危及人身設(shè)備安全,從而為井下采煤工作提供安全的工作空間。為了科學(xué)管理礦井煤礦安全生產(chǎn)、減少頂板事故,采煤現(xiàn)場急需對綜采工作面液壓支架的支護狀況進行監(jiān)測。傳統(tǒng)的壓力監(jiān)測系統(tǒng)存在測量精度低、工作效率不高等缺點,而較為先進的液壓支架監(jiān)測系統(tǒng)采用的有線傳輸機制又有布線復(fù)雜等問題,因此本文結(jié)合綜采工作面的實際環(huán)境,將現(xiàn)有發(fā)展比較完善的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于井下液壓支架壓力監(jiān)測系統(tǒng)中,以期改善現(xiàn)階段井下監(jiān)測系統(tǒng)有線傳輸存在的問題。首先分析了幾種無線通訊技術(shù),結(jié)合綜采工作面的特殊環(huán)境,選擇了適用于液壓支架壓力監(jiān)測的ZigBee技術(shù)。然后根據(jù)井下無線傳輸?shù)奶攸c,確定了基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的礦壓監(jiān)測系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu),并對系統(tǒng)進行了整體設(shè)計。本文所研究的監(jiān)測系統(tǒng)以液壓支架壓力作為監(jiān)測對象,由終端采集節(jié)點、路由節(jié)點和中心分站(Sink節(jié)點)三部分組成。以降低開采面事故為出發(fā)點,并在設(shè)計上實現(xiàn)優(yōu)化降低監(jiān)測系統(tǒng)功耗,本文在硬件上進行了優(yōu)化設(shè)計,在軟件上實行了降低功耗的策略。終端采集節(jié)點安裝在每個液壓支架上,用來監(jiān)測支架壓力,路由節(jié)點負責將收到的數(shù)據(jù)通過多跳的方式傳給Sink節(jié)點,Sink節(jié)點將收到的壓力數(shù)據(jù)在液晶屏上進行顯示,同時通過RS485傳給上位機。對節(jié)點間的通信及終端節(jié)點的監(jiān)測可靠性和功耗進行了測試,試驗表明本系統(tǒng)具有運行穩(wěn)定、體積小、低成本、測量精度高等特點。監(jiān)測可靠性降低了開采面事故發(fā)生,提高了人身設(shè)備安全;降低功耗提高了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和使用壽命。
[Abstract]:Fully-mechanized mining face is the core of mine production. Hydraulic support plays an important role in supporting fully mechanized mining face, preventing the falling of rock on top of roof from endangering personal equipment safety, thus providing safe working space for underground coal mining work. In order to manage coal mine safety production scientifically and reduce roof accidents, it is urgent to monitor the support condition of hydraulic support in fully mechanized coal face. The traditional pressure monitoring system has some shortcomings, such as low measuring precision and low working efficiency, while the wired transmission mechanism used in the more advanced monitoring system of hydraulic support has some problems such as complicated wiring, so this paper combines with the actual environment of fully mechanized mining face. The existing wireless sensor network technology is applied to the pressure monitoring system of downhole hydraulic support in order to improve the existing problems of wire transmission in the downhole monitoring system. Firstly, several wireless communication technologies are analyzed. Combined with the special environment of fully mechanized mining face, ZigBee technology suitable for pressure monitoring of hydraulic support is selected. Then according to the characteristics of underground wireless transmission, the network topology of mine pressure monitoring system based on wireless sensor network is determined, and the overall design of the system is carried out. The monitoring system studied in this paper takes the pressure of hydraulic support as the monitoring object. It consists of three parts: terminal acquisition node, routing node and central sub-station (Sink node). In order to reduce the accident of mining surface and optimize the design to reduce the power consumption of the monitoring system, this paper optimizes the hardware design and implements the strategy of reducing the power consumption in the software. The terminal acquisition node is installed on each hydraulic support to monitor the pressure of the support. The routing node is responsible for transmitting the received data to the Sink node Sink node through multi-hop way to display the pressure data on the LCD screen. At the same time through the RS485 to the upper computer. The communication between nodes and the monitoring reliability and power consumption of terminal nodes are tested. The test results show that the system has the characteristics of stable operation, small volume, low cost and high measurement precision. The reliability of monitoring reduces the occurrence of mining surface accidents, improves the safety of personal equipment, and reduces the power consumption to improve the stability and service life of the system.
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TD355.4

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本文編號：2178323