[發明專利]一種基于光纖光柵傳感的充填體橫向變形在線監測系統

有效

• 申請號: 201911407565.0
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111006607B
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 江寧;馮帆;潘海洋;尹大偉;馬俊彪;馬波;汪鋒;劉奇;趙金海;李楊楊;張士川;蔣邦友
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司 37252
• 代理人: 張紅鳳

本發明公開了一種基于光纖光柵傳感的充填體橫向變形在線監測系統，涉及一種礦山充填體監測技術領域。其包括基于光纖光柵傳感的雙向位移測量裝置、固定盤、耦合器、光纖、礦用光纜、光纖光柵解調儀及計算機系統，基于光纖光柵傳感的雙向位移測量裝置包括測量主體、延長線、鋼管和兩個光纖光柵位移傳感器，測量主體包括一殼體及與殼體相適配的上蓋，殼體為中空長方體結構，在殼體的左、右兩側各設置一個出口，兩個光纖光柵位移傳感器的活動拉桿分別穿過左、右兩側的出口，光纖光柵位移傳感器的活動拉桿朝向殼體左右兩側的出口，并且活動拉桿的軸線與所對應出口的軸線重疊。本發明可實現對充填體左右兩側及總橫向變形的實時、在線遠程監測。

技術領域

本發明涉及礦山充填體監測技術領域，具體涉及一種基于光纖光柵傳感的充填體橫向變形在線監測系統。

背景技術

充填開采是指地下煤炭資源采出之后利用充填材料充填采空區，充填體有效支撐上覆巖層，將地表移動變形值控制在建(構)筑物允許變形范圍內，實現建(構)筑物下煤炭資源的安全回采，并同時保護礦區生態環境和地下水資源。充填開采是我國開采“三下”壓煤的一種重要技術手段，近年來隨著我國環保要求的不斷提高，充填開采技術在我國的應用越來越廣泛。

充填開采之后，充填體將作為承載結構支撐上覆巖層，充填體在井下的實際工作狀態將直接決定地表移動變形值的大小，因此有必要對井下充填體的實際工作狀態進行實時監測。CN202467929U和CN103528731A分別公開了一種充填體性能在線監測系統和一種基于光纖光柵傳感的煤礦膏體充填在線監測系統，他們均是只對充填體的豎向變形和受力進行監測，而無法實現對充填體橫向變形的監測。

充填體橫向變形量是評價充填體長期穩定性的一個重要指標，因此研制一種充填體橫向變形監測系統是十分必要，其對評價充填體井下實際工作狀態及穩定性具有重要意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于光纖光柵傳感的充填體橫向變形在線監測系統，其以光纖作為傳輸介質，可實現對充填體左右兩側及總橫向變形的實時、在線遠程監測。

其技術解決方案包括：

一種基于光纖光柵傳感的充填體橫向變形在線監測系統，其包括基于光纖光柵傳感的雙向位移測量裝置、耦合器、光纖、礦用光纜、光纖光柵解調儀及計算機系統，所述的基于光纖光柵傳感的雙向位移測量裝置通過所述的耦合器依次與光纖、礦用光纜連接，所述的礦用光纜與所述的光纖光柵解調儀相連，所述的光纖光柵解調儀將解調后的信號傳輸至所述的計算機系統；

所述的基于光纖光柵傳感的雙向位移測量裝置埋設于充填體內，其用于對所述充填體的左右兩側及總橫向變形分別進行測量；

所述的基于光纖光柵傳感的雙向位移測量裝置包括測量主體、鋼管、延長線和固定在所述測量主體內的兩個光纖光柵位移傳感器，所述的測量主體包括一殼體及與所述殼體相適配的上蓋，所述的殼體為中空長方體結構，在所述的殼體的左、右兩側分別設置一個出口，兩個光纖光柵位移傳感器的活動拉桿分別穿過左、右兩側的出口，所述的光纖光柵位移傳感器的活動拉桿朝向殼體左右兩側的出口，并且活動拉桿的軸線與所對應出口的軸線重疊；所述的殼體的后側開設有兩個光纖引出孔，兩個光纖光柵位移傳感器的光纖連接頭分別由對應的光纖引出孔引出；

兩個光纖光柵位移傳感器的光纖連接頭與殼體之間均安裝有用于防止充填漿液或水進入殼體內部的密封塞一；

所述的左、右兩側的出口在位于殼體外側的部分設置有外螺紋，所述的鋼管設置有若干段，與所述殼體相鄰的鋼管恰好旋轉連接在所述的外螺紋上，其余鋼管之間通過螺紋依次連接，所述的光纖光柵位移傳感器的部分活動拉桿位于所述的鋼管內，在所述的鋼管內設置所述的延長線，所述的延長線與所述的光纖光柵位移傳感器的活動拉桿連接；