智能开采《矿山压力智能感知与岩层控制》课程实验大纲.docx

《矿山压力与岩层控制》课堂实验/实践指导书

课程中文名称：矿山压力智能感知与岩层控制

课程英文名称：IntelligentPerceptionofRockPressureand

GroundControl

课程编号：020040080

适用专业：智能采矿工程

学时数：48学时（理论40学时，实验8学时）

学分数：3学分

课程类别：专业课程

应开课学期：第六学期

实验一：单体支柱工作性能实验

实验类型：操作型实验学时：2

实验要求：开展实验项目，并撰写实验报告

一、实验目的

1. 掌握单体液压支柱工作特性试验方法；

2. 绘制支柱特性曲线，了解单体液压支柱工作特性；

3. 学会YE-2000液压式压力试验机正确操作方法。

二、实验内容

1.使用YE-2000液压式压力试验机进行试验

2.对结果进行处理，绘制支柱特性曲线

三、仪器设备

1. YE-200TA液压试验机1台；

2. WZ14-30/100单体液压支柱1根；

3. DY-63型液压油泵1台；

4. D-Ⅲ型顶板动态仪1台；

5. 老虎钳1把；

6. 铁丝4-5米。

四、实验/实践原理、方法、手段和步骤

1. 将单体液压支柱放在试验机上放在试验机下承压板上中心，用铁丝绕支柱成“8”字型捆牢，调整试验机的上承压板位置与支柱接触；

2. 选择试验机500KN度盘，挂上相应的摆砣；

3. 启动试验机，使试验机托轮离开轨道约10mm左右，再调整试验机上承压板位置；

4. 将注液抢与液压泵联接，并与支柱接通，启动液压泵，缓缓打开注液枪的注液阀向支柱下腔注液，使活柱上升初力达到70KN左右时，停止注液；

5. 安装顶板动态仪，调整顶板动态仪与支柱平行，记录下初读数；

6. 缓缓打开送油阀，以20KN/min的速度均匀加载，每隔20KN读一次读数，直到支柱的额定载荷，加载过程中载荷和压缩量填入表1-1；

7. 当支柱加载达到额定载荷时应立即停止加载，关闭送油阀,打开回油阀，使下承压板降至原来位置，可操纵操作手把打开支柱卸载阀，活柱在自重的作用下复位；

8. 实验重复进行3次，实验人员轮流操作进行。

五、实验结果处理

根据上面实验获得的资料，以纵坐标为载荷（KN），横坐标为活柱下缩量（mm）绘制支柱工作特性曲线，单体液压支柱工作特性曲线如图1-1。

六、实验注意事项

注意液压系统密封性。

七、预习与思考题

比较单体液压支柱与木支柱、金属摩擦支柱工作曲线的关系。

表1-1单体液压支柱特性实验记录表1-1

载荷/KN

压缩量/mm

压力表读数/MPa

备注

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

240

260

280

300

320

P

P0

P

P/KN

△S/mm

△S1

△S1—增阻阶段的可缩量；

△P-恒阻时波动液压值

图1-1单体液压支柱特曲线

P

△P

实验二：综采面在线控制系统及矿压监测仪表

实验类型：操作型实验学时：2

实验要求：开展实验项目，并撰写实验报告

一、实验目的

1．掌握KJ216煤矿顶板动态监测系统组成、结构和原理。

2．掌握KJ653煤矿顶板动态监测系统组成、结构和原理。

3．基本掌握系统安装部署及使用方法。

4．了解矿山互联网、现场总线、通讯协议等术语和概念。

5．了解充填监测、地音监测系统。

二、实验内容

1．了解KJ216系统的结构、组成及原理。

2．了解通讯主站、通讯分站的功能结构以及安装方法

3．了解压力监测分站、各类监测传感器的功能结构以及安装方法。

4．模拟完成一条测试线路的组网任务。

5．综采工作面支架工作阻力、巷道锚杆工作载荷、钻孔应力模拟监测。

三、仪器设备

KJ216/KJ653煤矿顶板动态监测系统、KJ216-F2本安型分站、GYW300围岩移动传感器、GYW400锚杆/索应力传感器、GYW25围岩应力传感器、数据线、接线盒、螺丝刀等。

四、实验原理

综采工作面矿压在线监测系统基于矿山物联网技术构建，可实时监测综采支架工作阻力、巷道围岩和顶板的松动离层量、锚杆/索工作载荷、超前支撑应力及单体支护工作阻力等矿压参数，为综采工作面矿压管理和安全生产工作提供支撑。

具体KJ216系统，其基本工作原理如下：

1．电源接通后，系统各部分开始工作。压力监测分站实时检测液压支架压力的变化值，包括前支柱压力、后支柱压力和前伸梁压力，并把当前压力值传输给本安型分站。

2．一个本安型分站既可以监测离层传感器的实时数据也可以实时监测锚杆应力数据，钻孔应力数据，并通过显示器翻屏显示出传感器的当前工作状态及监测数据，当采集到的数据超过设定的报警值时分站可以进行声光报警。

3．当监测主站巡测本安型分站