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矿用光纤顶板应力动态监测系统

文字:[大][中][小] 2026-02-08 09:47     浏览次数:66    

一、解决方案概述

矿用光纤顶板应力动态监测系统实时监测煤矿巷道顶板、围岩的松动离层量、巷道锚杆(索)的锚护应力、煤体或岩体内部应力、支架受力等参数的安全监测。系统分为井上和井下两部分。

1)井上主要为数据展示、预警系统,包括:工控机、系统软件;

2)井下主要为数据采集、处理、传输系统,包括:矿用隔爆/本安型光纤光栅解调仪,矿用光纤顶板离层传感器,矿用光纤锚杆(索)应力传感器,矿用光纤钻孔应力传感器及传输光缆等附件组成。


矿用光纤顶板应力动态监测系统结构示意图(综采、掘进工作面巷道)


矿用光纤顶板应力动态监测系统结构示意图(运输/人行上下山(矿山架空乘人索道))


主要设备参数



1.矿用隔爆型光纤光栅解调仪

(1)波长解调范围:1528~1568nm;

(2)通道数:1~32,可定制;

(3)通讯接口:以太网和光纤接口;

(4)供电电压:AC127/660/1140V;







2.矿用本安型光纤光栅解调仪

(1)波长解调范围:1528~1568nm;

(2)通道数:1~32,可定制;

(3)通讯接口:以太网和光纤接口;

(4)供电电压:AC5V;


                                                                                      






3.矿用光纤顶板离层传感器

矿用光纤顶板离层传感器是一种光纤应变传感器,当顶板产生位移时,引起传感器内部光栅波长变化,通过解调分析光栅波长的变化情况可以得到顶板内部位移。

(1)标准量程:0~500mm(可定制量程)

(2)波长范围:1528nm~1568nm

(3)反射率: ≥80%

(4)尾纤种类:铠装




4.矿用光纤锚杆(索)应力传感器

矿用光纤锚杆(索)应力传感器主要用于煤矿巷道顶板及两帮锚杆(索)或锚索受力监测,传感器采用端头固定式安装,传感器中孔穿入锚杆(索)。矿用光纤锚杆(索)应力传感器安装在锚杆(索)的托盘和紧固螺母之间。

(1)标准量程:0~600KN(可定制量程)

(2)波长范围:1528nm~1568nm

(3)反射率: ≥80%

(4)尾纤种类:铠装




5.矿用光纤钻孔应力传感器

矿用光纤钻孔应力传感器主要用于监测煤矿井下煤层或岩层应力作用,例如工作面前方煤层超前支持应力,预留煤柱的支撑应力等。矿用光纤钻孔应力传感器是监测因采动影响煤层或岩层内部应力场的变化,是研究采场动压作用规律的重要手段之一,可用于采场冲击地压初期预测和趋势分析。

(1)标准量程:0~40MPa(可定制量程)

(2)波长范围:1528nm~1568nm

(3)反射率: ≥80%

(4)尾纤种类:铠装





三、系统特点优势

(1)安全性高:系统传感器无源,本质安全;

(2)精确度高:以反射光的中心波长来表征物理参数,不受光纤接头损耗的影响,无需标定;

(3)容量大: 测点数多,可串、并联组网、多参数测量;

(4)方便定位:系统软件能够快速定位测点位置;

(5)实时在线:系统主机光源使用寿命长(20年以上),满足实时在线、全天候监测的需要;

(6)快速响应:系统响应时间不超过60秒,确保事故能够得到及时处理;

(7)简单直观:系统主机及地面系统软件可直接查看测点的参数情况;

(8)布设方便:灵活调整传感器的布设位置;

(9)良好的兼容性:可与煤矿安全监控综合信息平台融合,免费提供数据接口;

(10)使用寿命长:在工况条件下可安全运行20年以上;


四、系统主要功能

(1)显示功能:立体流程画面显示功能,支持多种类型图表、系统图、曲线图、棒图等;

(2)分析功能:对未来趋势进行评估,提供检修参考信息;

(3)报警功能:根据实际情况,针对性设计围岩地质参数预警值、报警级别;

(4)打印功能:户可自定义数据表格,提供报表输出、打印;

(5)上传功能:实时数据网络上传,轻松实现无人值守;

(6)数据分析:系统软件智能化分析传感器变化量趋势,自定义分析报告;

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