[實用新型]基于光纖傳感技術的煤礦頂板安全監測系統

有效

• 申請號: 201320331787.0
• 申請日: 2013-06-08
• 公開（公告）號: CN203271815U
• 公開（公告）日: 2013-11-06
• 發明（設計）人: 李儒峰
• 申請（專利權）人: 李儒峰
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18
• 代理公司: 北京匯智英財專利代理事務所(普通合伙) 11301
• 代理人: 張俊閣

技術領域

本實用新型涉及一種煤礦頂板安全監測系統，尤其是一種基于光纖傳感技術的煤礦頂板安全監測系統。

背景技術

隨著我國煤礦開采深度的增加，以及開采條件越來越復雜，我國的沖擊礦壓現象越來越多，危害也越來越大。通常表現為，隨著礦井開采向深部轉移，礦壓顯現加劇，受工作面超前壓力影響，巷道圍巖應力升高，松動范圍擴大，巷道變形加大，特別是在含夾矸層區域、斷層附近的沿空巷道，聚積在煤巖體中的能量突然釋放，發生爆炸性事故。沖擊力會將煤巖拋向巷道，同時發出強烈聲響，造成煤巖體振動和煤巖體破壞，支架與設備損壞，人員傷亡，部分巷道塌落破壞，還會引發或可能引發其他礦井災害，尤其是瓦斯、煤塵爆炸、火災以及水災，干擾通風系統，嚴重時造成地面震動和建筑物破壞等。

由于沖擊礦壓具有明顯的突發性和瞬時震動性，其破壞力巨大，且發生情況復雜，難以預測，常常造成巨大損失，尤其是容易造成人員傷亡。為了避免事故的發生，通常，需要在工作面超前區域巷道需要多次進行擴幫落底處理，才能確保正常使用，費時、費工、費料，其維護費用較掘進費用高出2倍以上，給巷道圍巖控制帶來極大的困難。而沖擊型沖擊礦壓通常是由于煤層頂板底板厚巖層突然破斷或位移引發的，同時，由于特厚煤層巷道受采動影響持續大變形難以控制，需要對煤層巷道的動壓大變形規律進行深入的研究，以便實現對沖擊礦壓的預測和防治。

發明內容

為了克服現有技術的上述問題，本實用新型目的在于提供一種基于光纖傳感技術的煤礦頂板安全監測系統，能夠監測頂板的脫落情況、礦壓來壓大小、煤壁應力情況，為及時發現隱患排除危害提供數據，以保證安全生產。

為了達到上述目的，本實用新型提供了一種基于光纖傳感技術的煤礦頂板安全監測系統，其主要包括：

傳感器，設于煤礦頂板的監測點并實時監測監測點附近的頂板的位移和/或頂板巖體的內部壓力；

監測系統主機，通過光纖與傳感器連接并接收來自傳感器的監測信號。

其中，所述傳感器為位移傳感器和/或壓力傳感器。

優選為，所述位移傳感器為光纖頂板離層傳感器。

所述壓力傳感器為光纖礦壓傳感器。

所述光纖頂板離層傳感器和/或光纖礦壓傳感器至少設于下列監測點中的任一點或任幾點：綜采工作面的運輸順槽內的若干監測點和綜采工作面的回風順槽內的若干監測點。

優選為，所述光纖頂板離層傳感器連接有錨固器，所述錨固器固定于離層待檢位置，所述光纖頂板離層傳感器固定于頂板，二者通過鋼絲繩連接，鋼絲繩處于預緊狀態以便將錨固器隨離層待檢位置的位移基本無損失的傳遞至光纖頂板離層傳感器。

所述光纖礦壓傳感器連接有預埋錨桿，所述預埋錨桿的一部分通過水泥砂漿澆筑于開設在頂板巖體的安裝孔中，所述光纖礦壓傳感器套設于所述預埋錨桿露出頂板巖體的部分，并通過預緊螺栓將其壓緊于頂板巖體的表面。

優選為，上述任一種基于光纖傳感技術的煤礦頂板安全監測系統，每個所述監測點設有至少兩個不同類型的傳感器。

優選為，每個所述監測點設有至少一個位移傳感器，并設有至少一個壓力傳感器。

優選為，每個所述監測點設有多個位移傳感器。

優選為，所述光纖為鎧裝光纖。

本實用新型的有益效果是：本實用新型采用的光纖傳感技術，具有本質安全、不帶電、不受外界電磁場干擾、長期漂移小等優點，同時，復用能力強，可實現對一線多點、兩維點陣和空間分布的連續監測，能夠準確判斷頂板巖層分離位移和分離地點以及頂板來壓情況，還能分析預測頂板和礦壓變化趨勢，因此，本實用新型實現了對工作面特厚煤層鉆孔應力、頂板離層、錨桿受力的監測，使得本實用新型能有效的監測頂板的脫落情況、礦壓來壓大小、煤壁應力情況，以及，工作面超前巷道變形規律及頂板變形破壞特征、煤體內部應力變化規律、錨桿受力狀況等，為巷道支護方式及參數的選擇提供了技術依據，使得在生產中能夠及時發現隱患并排除危害，保證了生產的安全進行。

附圖說明

圖1是本實用新型一個實施例的整體結構示意圖；

圖2是本實用新型一個實施例中的光纖頂板離層傳感器的安裝示意圖；

圖3是本實用新型一個實施例中的光纖礦壓傳感器的安裝示意圖。

具體實施方式

為了便于理解，下面結合附圖通過具體實施方式對本實用新型作更進一步描述。

參見圖1，本實用新型的基于光纖傳感技術的煤礦頂板安全監測系統，其主要包括：

傳感器，設于煤礦頂板的監測點并實時監測監測點附近的頂板2的位移和/或頂板巖體1的內部壓力；