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在中国煤矿生产事故中,以死亡人数计算,顶板事故占37.11%,无论发生的次数还是人数,均排在第一位。因此,有效可靠地监测煤矿液压顶板的工作状态从而预防煤矿煤层坍塌是煤矿安全领域一项迫在眉睫的工作。然而,目前国内外在煤矿液压顶板的使用上都局限于人工本地操作方式,该种方式存在很大的不足之处,比如:不能远程集中监测所有顶板的各种参数、不能根据顶板的各种参数做预判断、无法确认对应的液压顶板是否正常工作、没有简单明了的报警提示等问题。基于此,本文主要研制一种能实时在线监测顶板左右支柱压力的顶板压力监控分站,达到实时监测煤矿顶板左右支柱的压力变化情况,且根据左右支柱压力变化情况来判断或者预测煤层的走向,发出报警信息并将其发送给相关工作人员,协助煤矿工作人员有效防止煤矿煤层垮塌,保障煤矿安全生产。 论文首先对顶板监控系统进行了阐述,说明了顶板压力分站在顶板监控系统中的作用。根据监控分站在系统中的功能及位置,确立了本文主要研究内容及研究目标。论文从产品的硬件、软件以及结构几个方面出发,详细介绍了产品设计思路及具体设计方案。根据矿用顶板压力监测分站的特点,着重阐述了本安电源设计、RS485通信防雷以及PCB设计规则。产品完成后通过了系统性测试,从实验室性能、实验室安全以及实验室抗干扰等方面做了详细的测试验证。通过系列的实验室测试证明,该产品可以转换为产品出厂做工业性试验。 从太平煤矿的实际运行情况来看,本设计突破了人工对矿井液压顶板的检测的局限,同时具备各种预警告警功能,能及时发现液压顶板的病态使用,以及根据顶板支柱的受力情况,判断煤层是否有下榻情况的预警功能。有效地降低了煤矿顶板安全事故的几率,保障煤矿安全生产。