矿井矿井平峒边坡稳定检测系统

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论文题目

矿井平峒边坡稳定检测系统

作者姓名 吴 力 民 入学时间 2010年9月

专业名称 控制工程 研究方向 智能检测指导教师 闫 相 宏 职 称 高级工程师论文提交日期 2012年5月

论文答辩日期 2012年6月2 日

授予学位日期 2012年6月

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Mine adit slope stability detection systemA Dissertation submitted in fulfillment of the requirements of the degree ofMASTER OF ENGINEERINGfrom

Shandong University of Science and Technologyby

Wu Li Min

Supervisor:Professor Yan Xiang HongCollege of information and electrical engineeringMay 2012

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声 明

本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文除了所列参考文献和世所

公认的文献外全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈交

于其它任何学术机关作鉴定。

硕士生签名日期

AFFIRMATI ON

I declare that this dissertation, submitted in fulfillment of therequirements for the award ofMaster ofPhilosophy in Shandong

University of Science and Technology, is wholly my own work unlessreferenced of acknowledge.The document has not been submitted forqualification at any other academic institute.

S ignature:

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D ate:

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山东科技大学工程硕士学位论文

摘 要

摘要

矿井平峒边坡稳定检测系统是煤矿安全监测系统的一个重要组成部分用来检测矿井平峒边坡的稳定性为煤矿安全生产提供保障。要检测矿井平峒边坡的滑动、下沉等不稳定状况本设计在边坡上设置了60个检测点每个检测点从横向位移量和纵向位移量两方面进行检测横向位移量通过检测离层位移量来进行判定纵向位移量通过检测液压变化量来进行判定。再将检测到的数据通过无线通讯发送给通讯分站通讯分站再将检测数据通过有线传输发送给通讯总站最后发送给PC机进行综合分析与处理。本设计主要包括三个部分压力检测仪表的设计、离层检测仪表的设计、通讯分站的设计。

压力检测仪表通过检测液压变化量来判定边坡稳定性主要包括高精度压力传感器、温度传感器、A/D转换、 433MHZ无线射频通讯等部分。离层检测仪表通过检测离层位移量来判定边坡稳定性主要包括高离层传感器、A/D转换、 433MHZ无线射频通讯等部分。通讯分站接收各检测仪表发送来的无线数据再将其转换为RS 485信号发送给通讯总站通讯分站主要包括无线射频通讯部分和RS 485转换部分。本论文设计的矿井平峒边坡稳定检测系统能够精确、实时检测边坡的稳定性能及时发现边坡的不稳定现象为处理险情赢得时间保障了煤矿工作人员的生命财产安全。

关键字矿井平峒边坡;稳定检测;压力检测仪表;离层检测仪表;通讯分站

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山东科技大学工程硕士学位论文

摘 要

Abstract

Mine adit slope stability detection system for coal mine safety monitoring system is animportant component of,used in the detection of coal mine tunnel slope stability, for the coalmine production safety to provide protection. To detect mine adit slope sliding, falling notstable state, in the design ofthe slope is provided with 60testing points,each point detectionfrom the horizontal displacement and vertical displacement of two respects undertakedetecting, horizontal displacement by detecting layer displacement to undertake judging,longitudinal displacement by detecting the variation of hydraulic judgement. Then thedetected data through wireless communications sent to the communication station,communication station and the testing data through wired transmission is sent to thecommunication station, and finally sent to the PC machine, a comprehensive analysis andprocessing. This design mainly includes three parts: pressure detecting instrument design,delamination detection instrument design,communication de sign o f substation.

Pressure detecting instrument by detecting the hydraulic variation to determine thestability of slope, including high precision pressure sensor, temperature sensor, A/Dconversion,433MHZ wireless radio frequency communication such as part of. Separationdetecting instrument by detecting layer displacement to determine the stability of slope,including high layer sensor,A/D conversion,433MHZ wireless radio frequency communicationsuch as part of. Communication station receives the detection instrument is sent to thewireless data, and then convert it to a RS485signal, is sent to the communication station,communication station including a radio frequency communication and RS485 transformation.In this paper the design of mine adit slope stability test system is capable of accurate,real ‐ time detection of slope stability, can be found in the slope instability phenomenon, todeal with the danger to win time,protect the life property safety of coal mine staff.iKeywords: iMine adit slope; stability testing; pressure testing instrument;nstrumentat on;

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山东科技大学工程硕士学位论文

目录

目 录

1绪论.......................................................................................................................................1

1.1引言. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

1.2影响矿井边坡稳定的因素. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

1.3矿井平峒边坡稳定检测原理简介. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3

1.4课题的来源及本论文的主要内容. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4

2矿井平峒边坡稳定检测系统方案设计.................................................................................5

2.1检测系统方案概述. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5

2.2检测方法与原理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

2.3监测数据的采集与处理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 1

3矿井平峒边坡稳定检测系统的硬件设计...........................................................................15

3.1系统硬件总体构架设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

3.2压力检测仪表硬件设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16

3.3离层检测仪表硬件设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31

3.3通讯分站硬件方案设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36

4矿井平峒边坡稳定检测系统软件设计...............................................................................42

4.1压力检测仪表软件设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42

4.2离层检测仪表软件设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46

4.3通讯分站软件设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49

4.4无线通讯模块参数配置. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51

致谢...........................................................................................................................................57

参考文献...................................................................................................................................58

攻读硕士期间主要成果...........................................................................................................61

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