基于光纖光柵的巷道頂板離層動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)及預(yù)警方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于光纖光柵的巷道頂板離層動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)及預(yù)警方法，屬于礦井安全監(jiān)測領(lǐng)域。包括地面數(shù)據(jù)處理及控制子系統(tǒng)、井下數(shù)據(jù)傳輸通訊子系統(tǒng)、井下傳感數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)三部分：地面數(shù)據(jù)處理及子系統(tǒng)安放在地面控制中心室內(nèi)，由地面上位主監(jiān)控計(jì)算機(jī)、光纖光柵解調(diào)裝置和供電電源組成；井下傳輸通訊子系統(tǒng)由礦用傳輸光纖和光纖接線盒組成；井下傳感數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)包括至少一個(gè)光纖光柵頂板離層監(jiān)測裝置。實(shí)現(xiàn)了頂板離層的實(shí)時(shí)在線動(dòng)態(tài)連續(xù)測量，獲得巷道圍巖的變形情況，檢驗(yàn)錨桿支護(hù)參數(shù)的合理性，一旦超出離層的預(yù)警閾值，可準(zhǔn)確的發(fā)出預(yù)警信號，以便及時(shí)采取措施，防止頂板坍塌，對錨固區(qū)內(nèi)外頂板離層大小及巷道穩(wěn)定性具有重要意義。
【專利說明】基于光纖光柵的巷道頂板離層動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)及預(yù)警方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種巷道頂板離層監(jiān)測系統(tǒng)及預(yù)警方法，具體是一種基于光纖光柵的巷道頂板離層動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)及預(yù)警方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在煤礦生產(chǎn)中，巷道圍巖由于受到外力的拉張和剪切破壞會發(fā)生離層，特別是錨桿支護(hù)巷道更加容易發(fā)生頂板離層。頂板離層是巷道圍巖變形和破壞的主要形式之一，當(dāng)頂板離層超過一定范圍，即表明頂板處于非穩(wěn)定狀態(tài)，如果不及時(shí)采取支護(hù)措施，便會發(fā)生冒頂?shù)葠盒皂敯迨鹿?，直接關(guān)系到煤礦工人的人身安全和煤礦生產(chǎn)的順利進(jìn)行。因此，對于錨桿支護(hù)巷道來說，頂板離層需要隨時(shí)進(jìn)行監(jiān)測，以便了解錨桿的支護(hù)參數(shù)設(shè)定的合理性、頂板的穩(wěn)定性和巷道頂板上覆巖層裂隙位置的發(fā)育等情況，從而有效的防止頂板坍塌事故的發(fā)生，確保煤礦安全生產(chǎn)。
[0003]目前，我國煤礦井下常用的頂板離層監(jiān)測裝置多為機(jī)械式巷道頂板離層指示儀和借助電器元件以聲光方式報(bào)警的巷道頂板離層指示儀，現(xiàn)有的頂板離層監(jiān)測系統(tǒng)有基于Zigbee和CAN總線技術(shù)的煤礦頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)和基于M-BUS總線的頂板離層監(jiān)測系統(tǒng)，雖然這些手段對預(yù)防頂板冒落起到積極作用，但是上述監(jiān)測手段仍具有以下缺點(diǎn):監(jiān)測裝置均采用人工定時(shí)觀察測量頂板離層狀況，在井下讀數(shù)不便，同時(shí)受井下巷道條件、燈光強(qiáng)度的限制，讀數(shù)人為誤差較大；監(jiān)測系統(tǒng)采用單片機(jī)作為控制器，測量精度不高，況且抗電磁干擾能力不強(qiáng)，受環(huán)境影響較大，測量范圍小，可靠性較低，對巷道頂板離層動(dòng)態(tài)連續(xù)監(jiān)測的實(shí)施效果不佳，同時(shí)不能對頂板離層的發(fā)生進(jìn)行預(yù)警，對巷道和采掘工程的安全性和可靠性帶來很大的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]技術(shù)問題:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的是為了適應(yīng)現(xiàn)在煤礦安全高效生產(chǎn)，滿足煤礦井下安全需要，提供的一種本質(zhì)安全，抗電磁干擾能力強(qiáng)，受環(huán)境影響小，可靠性高，測量精度高，能夠?qū)敯咫x層數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)預(yù)警和報(bào)警，可自動(dòng)監(jiān)測及實(shí)時(shí)在線動(dòng)態(tài)連續(xù)監(jiān)測的一種基于光纖光柵的巷道頂板離層動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)及預(yù)警方法。
[0005]技術(shù)方案:為能達(dá)到本發(fā)明的目的，通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種基于光纖光柵的巷道頂板離層動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，包括地面數(shù)據(jù)處理及控制子系統(tǒng)、井下數(shù)據(jù)傳輸通訊子系統(tǒng)、井下傳感數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)三部分；所述的地面數(shù)據(jù)處理及子系統(tǒng)安放在地面控制中心室內(nèi)，地面數(shù)據(jù)處理及子系統(tǒng)由地面上位主監(jiān)控計(jì)算機(jī)、光纖光柵解調(diào)裝置和供電電源組成，供電電源為地面上位主監(jiān)控計(jì)算機(jī)和光纖光柵解調(diào)裝置提供額定的電源；所述的井下傳輸通訊子系統(tǒng)由礦用傳輸光纖和光纖接線盒組成，其中礦用傳輸光纖上串聯(lián)一系列光纖接線盒；所述的井下傳感數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)包括至少一個(gè)光纖光柵頂板離層監(jiān)測裝置，光纖光柵頂板離層監(jiān)測裝置通過光纖尾纖與光纖接線盒連接；所述的井下傳感數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)的各個(gè)光纖光柵頂板離層監(jiān)測裝置通過光纖尾纖和光纖接線盒與礦用傳輸光纖連接，礦用傳輸光纖與地面控制中心室的光纖光柵解調(diào)裝置連接，光纖光柵解調(diào)裝置與地面上位主監(jiān)控計(jì)算機(jī)連接；形成監(jiān)測系統(tǒng)地面和井下相互通訊的遠(yuǎn)程巷道頂板離層動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。
[0006]所述的監(jiān)測系統(tǒng)地面和井下相互通訊的方式為，井下傳感數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)的各個(gè)光纖光柵頂板離層監(jiān)測裝置通過光纖尾纖和光纖接線盒將采集監(jiān)測的頂板離層的波長信息數(shù)據(jù)傳至礦用傳輸光纖，然后以礦用傳輸光纖的有線通訊方式傳送至地面控制中心室的光纖光柵解調(diào)裝置，光纖光柵解調(diào)裝置將波長信息數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)為數(shù)字信號數(shù)據(jù)，然后通過網(wǎng)線通訊方式將數(shù)字信號傳至地面上位主監(jiān)控計(jì)算機(jī)，地面上位主監(jiān)控計(jì)算機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行后期處理，并及時(shí)的將數(shù)據(jù)反饋至井下，實(shí)現(xiàn)地面與井下的相互通訊。
[0007]所述的地面上位主監(jiān)控計(jì)算機(jī)內(nèi)嵌頂板離層數(shù)據(jù)分析處理軟件。
[0008]所述的光纖光柵頂板離層監(jiān)測裝置可通過如下步驟進(jìn)行安裝并監(jiān)測:
[0009]A、在巷道兩幫的其中一幫安設(shè)有光纖接線盒，在頂板支護(hù)錨桿的附近用直徑為35-40mm的鉆頭在巷道的頂板上鉆一深度為6_8m的鉆孔；
[0010]B、在鉆孔內(nèi)部布置一個(gè)淺部測點(diǎn)和一個(gè)深部測點(diǎn)，其中淺部測點(diǎn)設(shè)置在與頂板支護(hù)錨桿上端處于同一高度的位置處，深部測點(diǎn)設(shè)置在鉆孔上端的穩(wěn)定巖層內(nèi)；
[0011]C、用端部帶槽的安裝桿將深部錨固器推至深部測點(diǎn)處，將淺部錨固器推至淺部測點(diǎn)處，輕拉鋼絲繩，確保錨固器與巖層錨固在一起；
[0012]D、待安裝好以后，裸露在巷道內(nèi)的光纖尾纖連接至光纖接線盒，光纖光柵頂板離層監(jiān)測裝置即可感知頂板離層的位移變化。
[0013]一種基于光纖光柵的頂板離層動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的預(yù)警方法，包括以下內(nèi)容:
[0014]A、首先利用供電電源對地面上位主監(jiān)控計(jì)算機(jī)和光纖光柵解調(diào)裝置進(jìn)行供電，對光纖光柵解調(diào)裝置進(jìn)行預(yù)熱三分鐘，使光纖光柵解調(diào)裝置進(jìn)入準(zhǔn)備工作狀態(tài)；
[0015]B、其次，設(shè)置IP地址，使地面上位主監(jiān)控計(jì)算機(jī)和光纖光柵解調(diào)裝置在同一地址域工作，以便地面上位主監(jiān)控計(jì)算機(jī)和光纖光柵解調(diào)裝置之間能夠相互準(zhǔn)確的傳送數(shù)據(jù)；
[0016]C、再者，對系統(tǒng)進(jìn)行初始設(shè)置，設(shè)置頂板離層位移數(shù)據(jù)的預(yù)警常數(shù)閾值，同時(shí)記錄頂板離層位移的原始數(shù)據(jù)；
[0017]D、隨后，光纖光柵頂板離層監(jiān)測裝置實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)采集頂板離層的位移數(shù)據(jù)，通過自動(dòng)比較實(shí)時(shí)的位移數(shù)據(jù)和設(shè)置的預(yù)警常數(shù)閾值之間的大小，判斷是否達(dá)到預(yù)警范圍；
[0018]E、最后，如果不發(fā)生預(yù)警，則表示離層位移的大小在頂板穩(wěn)定的可控范圍內(nèi)；如果發(fā)生預(yù)警，則記錄保存預(yù)警的時(shí)間、離層位移的數(shù)值大小和頂板離層的位置，同時(shí)采取有效的防護(hù)措施，防止頂板失穩(wěn)坍塌，確保煤礦的安全生產(chǎn)。
[0019]有益效果，由于采用了上述方案，當(dāng)巷道開挖后，圍巖產(chǎn)生變形，導(dǎo)致淺部巖層與深部巖層出現(xiàn)離層，頂板出現(xiàn)下沉。在頂板鉆孔中布置兩個(gè)測點(diǎn):即淺部測點(diǎn)和深部測點(diǎn)，淺部測點(diǎn)設(shè)置在與頂板支護(hù)錨桿端部相同高度的位置，深部測點(diǎn)設(shè)置在比較穩(wěn)定的深部圍巖中，在測點(diǎn)處安設(shè)錨固器，使錨固器與頂板巖層錨固在一起。本發(fā)明采用間接的方法測量錨桿支護(hù)巷道的頂板離層，當(dāng)頂板出現(xiàn)離層時(shí)，光纖光柵頂板離層監(jiān)測裝置的錨固器與頂板巖層同步移動(dòng)，使得光纖光柵頂板離層監(jiān)測裝置內(nèi)的光纖光柵發(fā)生應(yīng)變，使得光纖光柵的中心波長產(chǎn)生漂移，利用光纖解調(diào)裝置將波長信號解調(diào)為數(shù)字信號，傳至地面上位主監(jiān)控計(jì)算機(jī)，可實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示頂板離層的數(shù)據(jù)變化，當(dāng)離層位移數(shù)據(jù)超過設(shè)置的預(yù)警閾值時(shí)，會發(fā)生預(yù)警，及時(shí)有效的采取相應(yīng)措施，對阻止頂板失穩(wěn)坍塌，這一技術(shù)的應(yīng)用對測量錨桿支護(hù)巷道錨固區(qū)內(nèi)外頂板離層大小、評價(jià)錨桿支護(hù)效果、巷道安全程度和避免突發(fā)性破壞的發(fā)生具有重要意義。
[0020]本發(fā)明與已有技術(shù)相比，有如下優(yōu)點(diǎn):
[0021]1、光纖光柵具有極其靈敏的傳感特性，能夠測量出離層發(fā)生很小變化的位移量。
[0022]2、光纖光柵頂板離層監(jiān)測裝置利用了光纖光柵的核心技術(shù)，光纖光柵本質(zhì)安全，無源工作，可實(shí)現(xiàn)井下現(xiàn)場直接采集數(shù)據(jù)，方便靈活，抗電磁干擾能力強(qiáng)；同時(shí)，利用光纖進(jìn)行信號傳輸，傳輸距離遠(yuǎn)，可靠性高，測量范圍大。
[0023]3、實(shí)現(xiàn)了頂板離層的自動(dòng)監(jiān)測及實(shí)時(shí)在線動(dòng)態(tài)連續(xù)測量，通過測得光纖光柵波長變化就可以計(jì)算出頂板離層位移數(shù)值的大小。
[0024]4、可及時(shí)獲得巷道圍巖的變形情況，檢驗(yàn)錨桿支護(hù)參數(shù)是否合理，一旦發(fā)現(xiàn)圍巖變形超出預(yù)警閾值，能夠準(zhǔn)確方便的發(fā)出預(yù)警信號，以便及時(shí)采取相應(yīng)的工程措施，并修正原支護(hù)參數(shù)，保證煤礦安全生產(chǎn)和指導(dǎo)巷道支護(hù)設(shè)計(jì)與施工。
[0025]5、系統(tǒng)能夠自動(dòng)保存離層監(jiān)測數(shù)據(jù)，對相同圍巖條件下監(jiān)測的離層位移數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究，可以探尋頂板圍巖的變形規(guī)律，為圍巖條件復(fù)雜多變的巷道安全施工和設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明的監(jiān)測系統(tǒng)的整體布置結(jié)構(gòu)圖。
[0027]圖2為本發(fā)明的單個(gè)光纖光柵頂板離層監(jiān)測裝置的安裝圖。
[0028]圖3為本發(fā)明的整條巷道光纖光柵頂板離層監(jiān)測裝置的布置點(diǎn)圖。
[0029]圖中:1、地面數(shù)據(jù)處理及控制子系統(tǒng)；2、井下數(shù)據(jù)傳輸通訊子系統(tǒng)；3、井下傳感數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)；4、地面上位主監(jiān)控計(jì)算機(jī)；5、光纖光柵解調(diào)裝置；6、供電電源；7、礦用傳輸光纖；8、光纖接線盒；9、光纖尾纖；10、光纖光柵頂板離層監(jiān)測裝置；11、地面控制中心室；12、巷道；13、頂板支護(hù)錨桿；14、鉆孔；15、淺部測點(diǎn)；16、深部測點(diǎn)；17、淺部錨固器；18、深部錨固器；19、鋼絲繩；20、工作面；21、采空區(qū)；22、回風(fēng)巷道；23、進(jìn)風(fēng)巷道。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步的描述:
[0031]實(shí)施例1:圖1為一種基于光纖光柵的巷道頂板離層動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，系統(tǒng)包括地面數(shù)據(jù)處理及控制子系統(tǒng)1、井下數(shù)據(jù)傳輸通訊子系統(tǒng)2、井下傳感數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)3三部分；其中，地面數(shù)據(jù)處理及子系統(tǒng)I安放在地面控制中心室11內(nèi)，地面數(shù)據(jù)處理及子系統(tǒng)I由地面上位主監(jiān)控計(jì)算機(jī)4、光纖光柵解調(diào)裝置5和供電電源6組成，供電電源6為地面上位主監(jiān)控計(jì)算機(jī)4和光纖光柵解調(diào)裝置5提供額定的電源；井下傳輸通訊子系統(tǒng)2由礦用傳輸光纖7和光纖接線盒8組成，其中礦用傳輸光纖7上串聯(lián)一系列光纖接線盒8 ;井下傳感數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)3包括至少一個(gè)光纖光柵頂板離層監(jiān)測裝置10，光纖光柵頂板離層監(jiān)測裝置10通過光纖尾纖9與光纖接線盒8連接。
[0032]所述的監(jiān)測系統(tǒng)地面和井下相互通訊的方式為:井下傳感數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)3的各個(gè)光纖光柵頂板離層監(jiān)測裝置10通過光纖尾纖9和光纖接線盒8與礦用傳輸光纖7連接，將采集監(jiān)測的頂板離層的波長信息數(shù)據(jù)傳至礦用傳輸光纖7，礦用傳輸光纖7與地面控制中心室11的光纖光柵解調(diào)裝置5連接，礦用傳輸光纖7的有線通訊方式傳送至地面控制中心室11的光纖光柵解調(diào)裝置5，光纖光柵解調(diào)裝置5與地面上位主監(jiān)控計(jì)算機(jī)4連接，光纖光柵解調(diào)裝置5將波長信息數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)為數(shù)字信號數(shù)據(jù)，然后通過網(wǎng)線通訊方式將數(shù)字信號傳至地面上位主監(jiān)控計(jì)算機(jī)4，地面上位主監(jiān)控計(jì)算機(jī)4對數(shù)據(jù)進(jìn)行后期處理，并及時(shí)的將數(shù)據(jù)反饋至井下，實(shí)現(xiàn)地面與井下的相互通訊，形成地面和井下相互通訊的遠(yuǎn)程巷道頂板離層動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。
[0033]圖2為光纖光柵頂板離層監(jiān)測裝置的安裝布置圖，可通過如下步驟進(jìn)行安裝并監(jiān)測:
[0034]A、在巷道12兩幫的其中一幫安設(shè)有光纖接線盒8，在頂板支護(hù)錨桿13的附近用直徑為35-40mm的鉆頭在巷道12的頂板上鉆一鉆孔14至預(yù)定的深度；
[0035]B、在鉆孔14內(nèi)部布置一個(gè)淺部測點(diǎn)15和一個(gè)深部測點(diǎn)16，其中淺部測點(diǎn)15設(shè)置在與頂板支護(hù)錨桿13上端處于同一高度的位置處，深部測點(diǎn)16設(shè)置在鉆孔14上端的穩(wěn)定巖層內(nèi)；
[0036]C、用端部帶槽的安裝桿將深部錨固器18推至深部測點(diǎn)16處，將淺部錨固器17推至淺部測點(diǎn)15處，輕拉鋼絲繩19，確保錨固器與巖層錨固在一起；
[0037]D、待安裝好以后，裸露在巷道12內(nèi)的光纖尾纖9連接至光纖接線盒8，光纖光柵頂板離層監(jiān)測裝置即可感知頂板離層的位移變化。
[0038]圖3為整條巷道內(nèi)光纖光柵頂板離層監(jiān)測裝置的布置點(diǎn)示意圖，在距離工作面20上下兩個(gè)端頭120m位置的回風(fēng)巷道22和進(jìn)風(fēng)巷道23內(nèi)，按照50m的間距在兩條巷道內(nèi)布置測點(diǎn)，將光纖光柵頂板離層監(jiān)測裝置布置在測點(diǎn)內(nèi)，通過光纖接線盒和礦用傳輸光纖依次連接各光纖光柵頂板離層監(jiān)測裝置，組成監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測記錄巷道中距工作面煤壁不同位置處的頂板離層位移量，用以分析支承壓力的變化，保證錨桿支護(hù)巷道的安全及穩(wěn)定。
[0039]通過以上的具體實(shí)施，本發(fā)明提供了一種基于光纖光柵的巷道頂板離層動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)及預(yù)警方法，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了頂板離層的自動(dòng)監(jiān)測及實(shí)時(shí)在線動(dòng)態(tài)連續(xù)測量，采用的光纖光柵具有極其靈敏的傳感特性，同時(shí)本質(zhì)安全，井下現(xiàn)場直接采集數(shù)據(jù)，抗電磁干擾能力強(qiáng)；利用光纖進(jìn)行信號傳輸，傳輸距離遠(yuǎn)，可靠性高，測量范圍大；可及時(shí)獲得巷道圍巖的變形情況，檢驗(yàn)錨桿支護(hù)參數(shù)是否合理，一旦發(fā)現(xiàn)圍巖變形超出預(yù)警閾值，能夠準(zhǔn)確方便的發(fā)出預(yù)警信號，以便及時(shí)采取相應(yīng)的工程措施，并修正原支護(hù)參數(shù)，預(yù)警方法準(zhǔn)確方便；自動(dòng)保存離層監(jiān)測數(shù)據(jù)，對相同圍巖條件下監(jiān)測的離層位移數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究，可以探尋頂板圍巖的變形規(guī)律，為圍巖條件復(fù)雜多變的巷道安全施工和設(shè)計(jì)提供依據(jù)，對錨桿支護(hù)巷道的安全施工及穩(wěn)定性具有重要意義。
【權(quán)利要求】
1.一種基于光纖光柵的巷道頂板離層動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是:包括地面數(shù)據(jù)處理及控制子系統(tǒng)、井下數(shù)據(jù)傳輸通訊子系統(tǒng)、井下傳感數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)三部分；所述的地面數(shù)據(jù)處理及控制子系統(tǒng)安放在地面控制中心室內(nèi)，地面數(shù)據(jù)處理及控制子系統(tǒng)由地面上位主監(jiān)控計(jì)算機(jī)、光纖光柵解調(diào)裝置和供電電源組成，供電電源為地面上位主監(jiān)控計(jì)算機(jī)和光纖光柵解調(diào)裝置提供額定的電源；所述的井下數(shù)據(jù)傳輸通訊子系統(tǒng)由礦用傳輸光纖和光纖接線盒組成，其中礦用傳輸光纖上串聯(lián)一系列光纖接線盒；所述的井下傳感數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)包括至少一個(gè)光纖光柵頂板離層監(jiān)測裝置，光纖光柵頂板離層監(jiān)測裝置通過光纖尾纖與光纖接線盒連接，所述的井下傳感數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)的各個(gè)光纖光柵頂板離層監(jiān)測裝置通過光纖尾纖和光纖接線盒與礦用傳輸光纖連接，礦用傳輸光纖與地面控制中心室的光纖光柵解調(diào)裝置連接，光纖光柵解調(diào)裝置與地面上位主監(jiān)控計(jì)算機(jī)連接；形成監(jiān)測系統(tǒng)地面和井下相互通訊的遠(yuǎn)程巷道頂板離層動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種基于光纖光柵的頂板離層動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述的地面上位主監(jiān)控計(jì)算機(jī)內(nèi)嵌頂板離層數(shù)據(jù)分析處理軟件。
3.—種權(quán)利要求1所述的基于光纖光柵的頂板離層動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的預(yù)警方法，其特征是:包括有預(yù)警、安裝和監(jiān)測方法，所述的預(yù)警方法有以下內(nèi)容: A、首先利用供電電源對地面上位主監(jiān)控計(jì)算機(jī)和光纖光柵解調(diào)裝置進(jìn)行供電，對光纖光柵解調(diào)裝置進(jìn)行預(yù)熱三分鐘，使光纖光柵解調(diào)裝置進(jìn)入準(zhǔn)備工作狀態(tài)； B、其次，設(shè)置IP地址，使地面上位主監(jiān)控計(jì)算機(jī)和光纖光柵解調(diào)裝置在同一地址域工作，以便地面上位主監(jiān)控計(jì)算機(jī)和光纖光柵解調(diào)裝置之間能夠相互準(zhǔn)確的傳送數(shù)據(jù)； C、再者，對系統(tǒng)進(jìn)行初始設(shè)置，設(shè)置頂板離層位移數(shù)據(jù)的預(yù)警常數(shù)閾值，同時(shí)記錄頂板離層位移的原始數(shù)據(jù)； D、隨后，光纖光柵頂板離層監(jiān)測裝置實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)采集頂板離層的位移數(shù)據(jù)，通過自動(dòng)比較實(shí)時(shí)的位移數(shù)據(jù)和設(shè)置的預(yù)警常數(shù)閾值之間的大小，判斷是否達(dá)到預(yù)警范圍； E、最后，如果不發(fā)生預(yù)警，則表示離層位移的大小在頂板穩(wěn)定的可控范圍內(nèi)；如果發(fā)生預(yù)警，則記錄保存預(yù)警的時(shí)間、離層位移的數(shù)值大小和頂板離層的位置，同時(shí)采取有效的防護(hù)措施，防止頂板失穩(wěn)坍塌，確保煤礦的安全生產(chǎn)； 所述的安裝和監(jiān)測方法，光纖光柵頂板離層監(jiān)測裝置通過如下步驟進(jìn)行安裝并監(jiān)測: A、在巷道兩幫的其中一幫安設(shè)有光纖接線盒，在頂板支護(hù)錨桿的附近用直徑為35-40mm的鉆頭在巷道的頂板上鉆一鉆孔至預(yù)定的深度； B、在鉆孔內(nèi)部布置一個(gè)淺部測點(diǎn)和一個(gè)深部測點(diǎn)，其中淺部測點(diǎn)設(shè)置在與頂板支護(hù)錨桿上端處于同一高度的位置處，深部測點(diǎn)設(shè)置在鉆孔上端的穩(wěn)定巖層內(nèi)； C、用端部帶槽的安裝桿將深部錨固器推至深部測點(diǎn)處，將淺部錨固器推至淺部測點(diǎn)處，輕拉鋼絲繩，確保錨固器與巖層錨固在一起； D、待安裝好以后，裸露在巷道內(nèi)的光纖尾纖連接至光纖接線盒，光纖光柵頂板離層監(jiān)測裝置即可感知頂板離層的位移變化。
【文檔編號】E21F17/18GK103510986SQ201310508458
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月25日
【發(fā)明者】方新秋, 梁敏富, 劉曉寧, 吳剛, 樊海亮 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)