摘要：王集磷采空区监测原采用传统压力杆人工第周读数进行位移监测，后采用地压监测智能系统进行监测，本文系统介绍了该矿区地压监测系统的构成及系统的主要特点，监测效果明显，可在矿区、滑坡体、高边坡、拦碴坝等野外长期无人值守的地域推广应用。
　　
　　0 引言
　　王集磷矿是我国“六•五”计划期间重要建设项目之一，经过近三十多年的生产开采，矿区地下已形成了较大的采空区，地表出现了不同程度的开裂、下陷和塌陷，植被遭到破坏，地表危岩体、地面塌陷、地裂隙等地质灾害较发育，影响了企业的正常生产，给当地居民带来了较为严重的安全隐患。
　　王集磷采空区监测原采用传统压力杆人工第周读数进行位移监测，后因采矿采从+135采至+20米，人工采集数据已非常困难，常年采挖使采空区不断扩大，地表已有较大变形，矿山安全形势日益严峻。为掌握矿区围岩活动规律，实现围岩控制的科学化，对巷道、硐室的稳定性采用地压监测智能系统进行监测预报。
　　1、地压监测系统的构成及系统的主要特点
　　1.1地压监测系统的构成 地压监测系统由由传感器、无线遥控系统、MCU数据采集系统，数据传输模块、工业电脑，自动化控制软件等组成。其核心就是振弦式传感器与自动控制系统有机结合使用，反映采空区顶底板的应变﹑应力﹑荷载﹑变形﹑位移﹑沉降﹑温度等监测技术的要求，提高了矿区采空区域或其他地域的安全性和实用性。其结构如下图所示。
　　
　　1、2系统主要特点与性能指标
　　 采集模块（MCU）：采集模块是地压监测系统的二次仪表，系统配置表中不同的采集模块供您不同的需要的选择，它们均具有所有采集功能，采集模块接受主机下达的命令，完成各类传感器的信号采集和与计算机的无线或有线数据传输。智能型的传感器可自动识别各通道所接传感器的类型及型号，编号，显示相对应的物理量（应变、应力、压力、拉力、位移、温度等）。采集模块可完全独立脱机工作，内部时钟控制电路可依据设置好的状态参数定时测量，并将定时巡检的数据存贮在采集单元内部的电子硬盘中，当接收到上位机下达的命令后将数据发送到上位机，从而完成长期无人值守的监测。采集单元交、直两用，当没有交流电时（或外置蓄电池电容量不够时），内置的可充电电池仍可定时测量并将定时测量的数据存贮在内部电子硬盘中（可持续3-7天），保证数据连续且不丢失。
　　数据通讯：系统选采用无线载波加485总线结构实施的。
　　系统的扩展性：系统具有很强的扩展性，可任意配接多个数据采集模块、总线数据采集模块和数据采集单元（便携式），将不同种类、不同形式的传感器设备集成在同一自动化测量系统中。
　　1、3数据处理、分析与应用：
　　计算机作为自动化测量的上机位，系统软件组成监测指挥系统，上位机通过不同的数据方式与系统的指挥系统对话，完成系统管理、系统参数设定、系统指令的下达与数据实时采集、定时测量数据的上载传输、数据分析与处理、数据库管理、显示或打印数据报表、绘制各参数变量随时间走势图等。
　　2、监测点线布置
　　结合矿山现有采矿活动区域及井巷、地表变形特点，王集磷矿矿采空区设计为两条监测线路，每条监测线路完全独立，每条监测线路为水平地压监测与垂直地压监测系统。具体监测点布置见下图。
　　
　　3、施工技术要求
　　测点安设在巷道或顶底板稳定、两帮完整、底板平整、便于观测部位。测点应安装牢固，测点破坏后应及时补救。地压监测系统应请专业公司人员现场安装。
　　4、监测效果
　　根据该矿山2010年10月至2011年3月监测数据表明，采空区最大累计位移量为6.88mm，应力变化在0-0.58MPa之间是。压力盒温度在14°-16.75°，表明矿区在现阶段是较为稳定的。
　　5 结语
　　地压监测系统作为矿山地质环境工程监测使用的整套自动化测控系统，从产品的现场使用到硬、软件的设施与实施，快速、准确跟踪、实时监测、实行无线数字信号传输，在后方实现遥测控制，能保证监测系统获得大量的實测数据，从而进行系统的数据分析，预警，为矿山安全施工提供可靠的依据。该系统还可广泛应用于滑坡、高边坡、拦碴坝等野外长期无人值守的自动化测量控制，可在上述领域推广应用。
　　
　　参考文献
　　[1]王化祥 张淑英 传感器原理及应用 北京；天津大学出版社，2005
　　[2]赵奎 袁海平 矿山地压监测北京 化学工业出版社 2009
　　
　　注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。