[實用新型]對井壁進行監(jiān)測的光纖傳感器系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820397158.0
• 申請日: 2018-03-22
• 公開（公告）號: CN208091464U
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發(fā)明（設計）人: 程樺;彭世龍;榮傳新;姚直書;王曉健;孫家應;余大有;李華;黎明鏡;唐彬;張楠;林鍵;王志;王彬;段寅;劉小虎
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學;安徽省煤田地質局第一勘探隊
• 主分類號: G01D5/353
• 分類號: G01D5/353;G01B11/14;G01B11/16;G01B11/26;G01B11/02;G01K11/32
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙) 11387
• 代理人: 劉春成;徐麗娜

本實用新型提供一種對井壁進行監(jiān)測的光纖傳感器系統(tǒng)，所述光纖傳感器系統(tǒng)包括：分布式光纖傳感器、光纖光柵應變傳感器、外置光纖光柵溫度傳感器、光纜、分布式光纖解調儀、光纖光柵解調儀和計算機，若干個所述分布式光纖傳感器、若干個所述光纖光柵應變傳感器和若干個所述外置光纖光柵溫度傳感器均設置在所述井壁的內表面上；若干個所述分布式光纖傳感器均通過所述光纜與所述分布式光纖解調儀連接，所述分布式光纖解調儀與所述計算機連接；所述光纖光柵應變傳感器和所述外置光纖光柵溫度傳感器均通過所述光纜與所述光纖光柵解調儀連接。本實用新型能夠對井壁承受的注漿壓力、井壁變形和井壁溫度進行監(jiān)測，確保了觀測系統(tǒng)長期的穩(wěn)定性和可靠性。

技術領域

本實用新型涉及礦山建設領域，具體涉及一種對井壁進行監(jiān)測的光纖傳感器系統(tǒng)。

背景技術

20世紀80年代以來，在大屯、徐州、淮北、兗州、永夏等礦區(qū)已有大量礦井發(fā)生了厚表土層中井壁破裂災害，它們有的發(fā)生在井筒施工中，有的發(fā)生在礦井投產后，輕者停工停產，重者透水淹井，嚴重的制約了我國深立井建設的進一步發(fā)展。對井壁破裂機理的研究，形成了豎直附加力假說、采動影響假說、新構造運動假說等。大量理論分析，數(shù)值模擬和現(xiàn)場實測研究的成果支持了豎直附加力假說：特殊地層含水層因開采，以及凍結管拔除后的融沉而引起上覆土體下沉。土體在沉降過程中與井壁相互作用，施加于井壁外表面一個附加力系。該附加力系增長到一定值時，混凝土井壁因不能承受而遭破壞。井壁破裂是厚表土層與井壁結構相互作用的結果，因此井壁破裂治理方法主要有井壁加固和地層加固兩類。對處理井壁的方法已有大量的研究，主要包括：槽鋼井圈噴混凝土加固法，加套井壁法，開槽卸壓法。對地層進行處理的方法主要有：壁后注漿和地面注漿加固。對地層注漿目的是封堵井筒周邊含水地層的水利通道，阻滯含水地層疏水，可以減緩、減少井筒周邊地層的沉降，降低立井井壁所受到的豎向附加力。

雖然目前關于立井表土地層的加固注漿已有大量的研究和工程實踐，但是隨著煤炭資源開采強度的不斷加大，淺部資源日益減少，國內部分礦井相繼進人了深部煤炭開采狀態(tài)，越來越多的立井井筒需要穿越深厚的沖積層。特別是，隨著井筒穿越的沖積層越厚，其壁后土層的固結程度越大，可注性能越來越差。顯然，進行深立井地層進行加固注漿，必須適當?shù)奶岣咦{壓力，但是，若單純通過增大注漿壓力，極容易產生劈裂注漿，過大的注漿壓力會直接作用于井筒，而造成井筒的破壞。為監(jiān)測井筒注漿治理期間井壁的受力狀態(tài)，分析注漿漿液的壓力擴散范圍，確保礦井在綜合治理期間的安全生產，必須對整個注漿過程進行實時監(jiān)測，而整個監(jiān)測系統(tǒng)充分的發(fā)揮其預警作用必須首先針對井壁目前受力狀況確定井壁變形的預警值。因此，開展既有井筒條件下深立井地層加固注漿過程中井壁監(jiān)測系統(tǒng)與變形預警值確定方法的研究迫在眉睫。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種對井壁進行監(jiān)測的光纖傳感器系統(tǒng)，本實用新型的技術方案解決了既有井筒條件下深立井地層加固注漿過程中井壁的監(jiān)測問題，能夠填補目前尚無在既有井筒條件下深立井地層加固注漿監(jiān)測系統(tǒng)的空白，是井筒破裂綜合治理方案的重要組成部分，確保了礦井在綜合治理期間的安全生產，極大地提高了深立井地層加固注漿的安全性，并且大大降低施工風險，社會、經(jīng)濟效益顯著。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術方案：

一種對井壁進行監(jiān)測的光纖傳感器系統(tǒng)，用于既有井筒條件下的深立井進行地層加固注漿的過程中對所述井壁進行監(jiān)測，進而對變形進行預警，其特征在于，所述光纖傳感器系統(tǒng)包括：分布式光纖傳感器、光纖光柵應變傳感器、外置光纖光柵溫度傳感器、光纜、分布式光纖解調儀、光纖光柵解調儀和計算機，若干個所述分布式光纖傳感器、若干個所述光纖光柵應變傳感器和若干個所述外置光纖光柵溫度傳感器均設置在所述井壁的內表面上；

若干個所述分布式光纖傳感器均通過所述光纜與所述分布式光纖解調儀連接，所述分布式光纖解調儀與所述計算機連接，由所述分布式光纖解調儀向所述計算機傳遞解調后的所述分布式光纖傳感器采集的波長信號；