沿空留巷充填体应力变化光栅监测系统及应用

针对沿空留巷支护过程中需对充填体进行大量程的应力监测,设计一种基于光纤光栅的大量程光纤光栅应力传感器和光纤在线监测系统,该监测系统由矿用光纤光栅解调仪、光纤光栅应力传感器及通信光缆等组成,采用双光栅温度补偿方法可有效减小温度漂移对监测精度的影响。利用该监测系统对东滩煤矿3203工作面沿空留巷砌体墙的应力变化情况进行了实时在线监测,结果表明,大量程光纤光栅应力传感器和光纤在线监测系统能够实时、准确监测沿空留巷支护过程中应力变化过程,这为进一步优化支撑结构,确定沿空留巷支护方案提供依据。     

一种基于光栅计量原理的离层位移测量技术

顶板离层监测是锚杆支护监测最重要的内容之一。总结并分析了现今顶板离层测量方法及离层监测系统,以及依据光栅计量原理研制的新型顶板离层传感器的现场应用。该传感器可以与井下分站组成顶板离层监测系统,实现地面的实时监控。该系统已在吕梁店坪煤矿进行了地面、井下联机试验。试验结果表明,该系统运行稳定,数据传输准确。     

基于光纤光栅传感技术的顶板离层仪研发及应用

为了及时准确地发现顶板离层信息,并采取相应的措施预防巷道冒顶,必须对顶板离层量进行实时监测,根据光纤光栅传感原理研制了新型光纤光栅顶板离层仪,并在实验室对该顶板离层仪进行标定试验.试验与理论及应用分析结果表明:该光纤光栅顶板离层仪组成的全光纤顶板离层在线监测系统,具有测量精度高、长期稳定性好、信号传输距离远以及本质安全等优点,给顶板离层的长期在线监测提供了一种行之有效的手段.     

锚杆支护巷道光纤光栅实时动态监测系统研究

基于光纤光栅FBG的传感原理,设计研制了由光纤光栅传感器构成的煤矿锚杆支护巷道实时、动态监测系统。其传感器通过光波信息可实现应变、压强、温度、位移、振动等物理量的测量,具有抗电磁干扰,无源本质安全,远距离传输以及串/并连接构成分布式测量等优点。该监测系统经煤矿井下工业性试验,取得了良好的效果。     

断层地质条件下竖井井壁变形监测技术研究

针对华北地区深层开采中冻结竖井施工过程中的井壁变形监测问题,设计了基于光纤光栅传感器的实时监测系统。以山西潞安集团余欣煤矿风井为研究对象,结合该风井结构,在井壁分层埋入光纤光栅传感器,通过主光纤将反射波长变化数据传送至地面进行数据处理,完成远程实时在线监测。应用结果表明,设计的基于光纤光栅监测技术具有较好的重复性和测量精度,符合地层地质特征,为国内同类型竖井的安全生产提供了理论和实践参考。     

煤矿锚杆支护巷道顶板稳定性的监测方法

本文以陕西某煤矿支护巷道为例,介绍顶板离层仪的结构、安装、监测原理、监测过程及实际应用情况。顶板离层仪的成功应用,实现了对支护巷道顶板稳定性的同步监测。通过对监测结果进行分析,检验锚喷支护参数的合理性,在发现顶板下沉达到临界值时,可以及时采取相应的工程措施并修改原支护参数,确保煤矿巷道安全与稳定,对巷道围岩支护参数的合理设计具有一定实际意义和工程价值。     

软弱夹层复合顶板巷道支护方案优化研究

庞庞塔煤矿10-7032巷道掘进过程中顶板揭露了不均匀质黄泥层,导致顶锚索施工困难,原支护方案难以保证掘进安全。现场采用钻探结合钻孔成像技术实测了顶板岩层结构,在全面掌握顶板地质条件的基础上,综合采用理论计算和计算机模拟等研究方法对巷道支护方案进行了优化设计。巷道矿压监测表明,该支护方案提高了支护结构的整体性和承载能力,保证了巷道的稳定性和工作面的安全回采。     

基于传感检测的煤矿巷道矿压现场监测系统的设计

为解决煤矿巷道矿压监测仪器受到传输距离的限制问题,本文利用光纤传感和嵌入式技术,设计和研究了一种基于光纤光栅传感器的煤矿巷道矿压现场监测系统,能够实现煤矿上方与地下煤矿巷道的矿压监测。     

光纤光栅应变传感器在钻孔围压监测中的应用

为了监测煤矿井下工作面围岩变形和顶底板压力的变化情况,采用预设钻孔中放置光纤光栅应变传感器的方法对岩石变形情况进行监测,制作与煤矿井下工作面相似岩性的物理模型,在实验室模拟光纤光栅应变传感器在不同角度放置、不同压力情况下监测围岩的变化情况。试验得出,下倾角度越小,光纤光栅应变传感器的数据测量能力以及数据线性度越好,能够准确地反应出加载不同压力下的变化情况,以便有效测量围岩压力。通过煤矿井下试验应用表明,测得的数据能有效监测工作面相关情况。     

光纤光栅技术在竖井井筒监测中的应用

为了研究复杂地质条件下竖井井筒的受力变形情况,以安徽国投新集板集煤矿风井为研究对象,采用光纤光栅技术研发的实时在线监测系统监测复杂环境条件下的竖井井筒结构,建立了运用埋入井壁混凝土中的光纤光栅传感器的波长变化来反映井筒受力的应力应变和周围温度变化的监测方法,并通过光纤传输到计算机中进行计算分析,实现远程实时在线监测。研究结果表明,基于光纤光栅技术研发的竖井井筒安全监测系统,可以对复杂地质条件下的井筒受力变形情况进行实时在线监测,对目前复杂多变地质条件下的深井开采具有重要的理论意义和现实意义。     

分布式光纤及光纤光栅传感技术在煤矿安全监测中的应用现状及展望

目前国内煤矿普遍采取高强度(大采高)的开采现状，伴随着煤矿开采智能化快速发展，对煤矿安全监测也提出了更高的要求。现有的煤矿巷道一般长达几千米，工作面面积更是能达到几平方千米，很难通过人工方式或使用传统的点态传感器来准确、实时地获取如此大面积的监测信息。由于光纤材质具有易于加工、耐磨性高、耐腐蚀性强、绝缘性好、抵抗地下水和电磁干扰能力强等优点，随着近代光学基础理论及光纤通信的发展，各种光学器件的制造成本也在不断降低，将光纤监测技术用于监测领域是发展的必然结果。而且光纤主要成分为二氧化硅，属于本质安全型传感器，特别适合于在煤矿等高危环境下监测。本文系统总结了各类光纤传感技术的基本原理、优缺点和适用条件，重点介绍了采用光纤光栅及分布式光纤传感技术在煤矿安全监测中进行煤矿立井壁变形、采空区地层沉陷变形、采动覆岩变形、巷道安全及稳定性、煤矿瓦斯监测预警等方面的应用现状，展望了分布式光纤监测技术的应用前景。通过对已有文献的分析，获得了如下结论：光纤传感技术能够满足在不同条件下对煤矿安全监测的基本要求，可以在各种恶劣环境下使用。与现有的传统人工监测、点态传感器等常规测试方式和技术相比，光纤监测技术的...     

光纤光栅纤维增强塑料筋锚杆

在纤维增强塑料筋制作过程中,将光纤光栅传感器埋入其内部,可得到光纤光栅纤维增强塑料筋锚杆,它兼具受力与传感的特性,集结构和功能于一体。文章对此类锚杆的传感机理和传感特性进行了研究。研究结果表明,光纤光栅纤维增强塑料锚杆具有耐腐蚀、抗拉强度高、自重轻、自诊断等优异性能,可广泛应用于矿井、建筑、水利和交通领域的支护、锚固和在线实时安全监测。     

温补型光纤Bragg光栅压力传感器在锚杆支护质量监测中的应用

为了改善现有光纤光栅压力传感器应变-温度交叉敏感的问题,基于光纤光栅传感原理及弹性膜片结构,设计了一种新型的温度补偿压力传感器。建立了膜片结构变形力学模型,推导出了光纤光栅中心波长漂移与压力之间的数学关系,建立了传感器灵敏度与膜片材料和结构尺寸参数之间的数学方程,Matlab数值分析了膜片参数对灵敏度的影响,利用有限元软件ABAQUS对膜片变形特征进行了仿真分析。传感器理论压力灵敏度为40.43 pm/MPa,标定实验的灵敏度为35.6 pm/MPa,经温度补偿后的实际灵敏度为37.62 pm/MPa,实现了压力测量中的温度补偿。测试结果表明该传感器具有良好的线性度、较低的啁啾性及较高的稳定性,现场应用结果证实了光纤光栅传感技术在煤矿安全监测中的可行性,适合进一步推广应用。     

基于分布式光纤技术的煤矿围岩监测研究

提出了基于分布式光纤技术的煤矿围岩监测的方法。依据布里渊反射监测技术和传感器原理,设计了适用于煤矿围岩监测的布里渊光纤传感器,设计了煤矿围岩监测方案,并对应用效果进行分析对比。结果表明:分布式光纤技术在煤矿围岩监测中数据准确,实时性强,易维护。     

巷道顶板离层指示仪及其应用

介绍LBY型巷道顶板离层指标仪的结构、工作原理和使用方法,以及在煤矿井下巷道的应用情况,分析顶板离层监测在判断巷道顶板的稳定性和安全程度,修改支护设计方面的作用.     

一种微型光纤光栅矿压传感器

为了满足煤矿生产安全对于埋入式矿压传感器的需要,针对目前光纤光栅式矿压传感器在结构及应用方面的局限性,提出并实现了一种适用于煤/岩层埋入、煤矿称重和液压支架等压力测量的光纤光栅矿压传感器。该传感器外形为圆柱形,内部采用菱形力传递结构,结合工形膜片将纵向分布的压力转换为膜片的横向应变而传递给光纤光栅的方法,传感器直径为30 mm,高度为10 mm。利用有限元分析方法,对传感器菱形力传递结构和工形膜片的应变情况进行了理论分析。对该传感器的特性进行了实验研究,该传感器具有很好的线性度和重复性,线性拟合度为0.997 5,量程为0~7.15 MPa,灵敏度为0.598 3 nm/MPa。该传感器可埋入煤、岩层用于压力测量,还可以用于替代其他各电子类压力传感器对煤矿压力进行精确测量,也可在其它领域推广应用。     

注浆加固技术在煤矿破碎顶板条件下的应用

煤矿回采巷道破碎顶板支护问题一直是煤矿生产过程中需要着重解决的难题。破碎顶板条件下,围岩整体性差,支护结构稳定性下降,一般的锚杆支护很难达到支护要求,往往容易发生冒顶及片帮事故。本文通过研究柴里煤矿23下618工作面破碎顶板锚杆注浆工艺,为破碎顶板条件巷道支护提供技术借鉴。     

巷道顶板离层指示仪及其应用

介绍LBY型巷道顶板离层指标仪的结构、工作原理和使用，以及在煤矿井下巷道的应用情况，分析顶板离层监测在判断巷道顶板的稳定性和安全程度，修改支护设计方面的作用。     

新型光纤传感器监测地铁隧道结构变形分析

文中针对目前国内对于道床脱开、伸缩缝开裂等隧道结构病害自动化监测手段不足等问题,结合光纤光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)传感技术,研发了用于隧道结构常见病害监测的光纤光栅变形传感器,为国内隧道结构常见病害监测提供了新的选择.通过工程试验和工程应用发现,该传感器监测性能稳定、精度高,可适应于隧道结构长期监测,解决了部分隧道病害无法实时监测的问题,可有效提高隧道结构监测管理水平,为隧道结构周围工程的安全施工提供有效保障,可在隧道与地下工程监测中推广应用.     

顶板离层监测报警系统在古书院矿的应用

KJ132项板离层监测系统采用现代电子、单片机、网络等技术,将现场总线CAN技术应用到煤矿巷道顶板离层在线监测中,实现了在煤矿恶劣条件下的顶板离层信息的就地显示,远程采集与数据传输,方便了管理人员对煤矿顶板支护状态的远程监测与分析决策.