一、前言
加强顶板监测，实现及时预警是有效防治顶板灾害的重要手段之一，也是提高顶板管理水平、加强数字化矿山建设的重要方面。顶板灾害监测预警是在大量案例分析基础上，通过理论联系实际，研究顶板灾害致灾因素，确定预警指标和预警准则，通过实时捕捉和分析灾害发生前的先兆信息和变化特征，及时预警，以消除可能发生的灾害，避免人员和财产损失。
二、综采工作面顶板灾害监测关键技术
1.创新采用高可靠性“溅射薄膜压力传感器”，确保监测数据准确性。
针对井下湿度大、粉尘多、有爆炸性气体等特点，在对比钢弦式、压阻式、应变片式等传感器类型的基础上，某型号产品创新使用溅射薄膜压力传感器。该类传感器是即在10级超洁净空间中，利用离子束溅射技术，将绝缘材料、电阻材料、焊接材料以分子形式淀积在弹性不锈钢膜片上，再经过光刻、调阻，温度补偿等工序，在弹性不锈钢膜片表面上形成牢固而稳定的惠斯顿电桥。相比传统的人工或机器贴应变片式传感器，更耐久、更精确。
2.创新智能型传感器采样模式，实现了达秒级采样。
创新采用“智能型采样模式”，根据压力变化（0.1MPa）进行采样，最短2秒钟进行一次采样，能够将支架降、移、升全过程及顶板来压产生的瞬间动载准确记录。
3.研制了干扰能力强、电池持续供电时间长的系列无线监测设备。
基于460MHz无线射频技术、微功耗设计及大容量电池供电技术，开发了系列无线监测设备，实现了井下回采工作面稳定传输距离达30m，回采顺槽和掘进工作面稳定传输距离达100m，单块电池持续供电时间达180天。
开发了自组织路由协议，传输网络中任意一台设备故障，可自由选择传输路径，大大提高了无线传输的可靠性和稳定性。
4.开发了两级数据存储功能，确保监测数据的完整性、及时性。
系统传感器内部拥有闪存，线路故障后，闪存内能够存储7-15天的监测数据，当系统恢复后，自动上传闪存内的监测数据；系统分站拥有“U盘”存储功能，系统线路故障后，U盘能够存储至少1个月的数据，当系统恢复后，系统既可以自动上传分站内的U盘数据，也可以通过人工将U盘数据拷贝到数据库。
5.开发了矿压数据自动分析模型，实现了报表及报告的自动分析。
根据支架移架过程中的阻力变化特征，研发了初撑力及循环末阻力自动分析模型，根据安全阀开启时的“锯齿”型曲线牲，开发了安全阀开启率自动分析模型，分析界面如图1和图2所示。为显著提高矿压数据
声明：
“综采工作面顶板灾害监测预警技术” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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来源：北京智宏科信科技发展有限公司
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2025年05月16日 ~ 18日 
