【摘 要】
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随着矿山开采深度增加,围岩所受应力变大,在应力作用下巷道围岩变形速度加快,地压显现明显。面对深部开采围岩应力大变形快等问题,深部支护变得尤为重要。目前矿山井下存在过度支护或支护不足的问题。随着矿山采矿活动进行,矿压处于动态变化的状态,支护方案也需随之调整。不能及时监测出矿压变化规律,就无法对支护系统进行主动调整,控制地压的显现。受井下特殊的环境因素和成本因素的制约,目前多数矿山常用的监测方法还是由
【基金项目】
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中央高校基本科研业务费资金资助（N160107001）:深部金属矿山开采过程集成可视化,协同预警与动态优化方法研究； 国家重点研发计划子课题资金资助（2018YFC0604405）:基于增强现实无人采矿作业支持技术；
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随着矿山开采深度增加,围岩所受应力变大,在应力作用下巷道围岩变形速度加快,地压显现明显。面对深部开采围岩应力大变形快等问题,深部支护变得尤为重要。目前矿山井下存在过度支护或支护不足的问题。随着矿山采矿活动进行,矿压处于动态变化的状态,支护方案也需随之调整。不能及时监测出矿压变化规律,就无法对支护系统进行主动调整,控制地压的显现。受井下特殊的环境因素和成本因素的制约,目前多数矿山常用的监测方法还是由监测人员定期去支护区域进行现场测量,工作量大,监测效率低,数据获取不及时。因此井下支护亟需一种高效的、易布置易维护的、低成本的监测系统。本文对井下支护监测和无线通信技术进行相应研究,开展了以下工作:（1）结合矿山井下环境,根据不同无线通信技术的特点和经济可行性,为井下监测数据传输选择合适的无线通信技术,完成基于矿井结构的ZigBee网络结构设计和井下支护监测系统整体布局规划。（2）克服了矿山井下应用无线通信技术数据易丢失问题和设备供电问题,完成了无线监测系统硬件设计与实现。（3）搭建本地数据库对支护监测数据进行组织、储存和管理,基于Visual Studio开发环境完成对支护监测系统软件的设计开发。（4）对研发完成的井下支护监测系统在测量精度、设备功耗、通信距离等方面进行了相关测试。并依托凤城三道沟金矿开展了井下支护监测系统的现场应用,根据监测效果对系统进行优化改进。本文基于无线传感器网络研发的井下支护动态监测系统,实现了对支护监测数据的自动采集、无线传输和集中管理。现场监测数据表明,本系统能够准确获取支护构件受力数据及其随时间动态变化规律,为支护效果评估和支护方案优化研究提供了良好的技术支撑。
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