[實用新型]一種基于光纖光柵傳感器的煤礦井筒在線監測系統

有效

• 申請號: 202023316615.5
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN214196216U
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 譚建平;向真才
• 申請（專利權）人: 重慶拜安科技有限公司
• 主分類號: E21B17/18
• 分類號: E21B17/18;G01B11/16;G01B11/02;G01K11/32;G01L1/24
• 代理公司: 太原高欣科創專利代理事務所(普通合伙) 14109
• 代理人: 崔浩;冷錦超

本實用新型一種基于光纖光柵傳感器的煤礦井筒在線監測系統，屬于煤礦井筒在線監測系統技術領域；所要解決的技術問題為：提供一種基于光纖光柵傳感器的煤礦井筒在線監測系統硬件結構的改進；解決上述技術問題采用的技術方案為：包括埋入式的光纖光柵應力傳感器和光纖光柵位移傳感器，所述光纖光柵應力傳感器、光纖光柵位移傳感器分別根據井筒形狀埋設在井筒的筒壁內部并用混凝土進行澆筑；所述井筒的筒壁上設置有多個光纖光柵溫度傳感器，所述光纖光柵應力傳感器、光纖光柵位移傳感器、光纖光柵溫度傳感器分別通過單模傳輸光纜與光纖光柵解調儀的輸入端相連，將溫度信號轉化為數字信號傳輸至控制中心的井內控制端上；本實用新型應用于煤礦井筒。

技術領域

本實用新型一種基于光纖光柵傳感器的煤礦井筒在線監測系統，屬于煤礦井筒在線監測系統技術領域。

背景技術

目前我國煤炭總量的趨勢是埋藏深度淺的煤層被逐漸開發，隨著礦井開采深度的增加，采礦工程面臨的問題更加復雜，井筒的深度也相應增加。井筒是煤礦的“咽喉”，其安全運營是煤礦生產順利進行的重要保障。由于井筒所處地質性質千差萬別，地層條件、井壁受力狀況復雜多樣，井筒在建井過程中或運行過程中出現變形破裂、破壞，從而對煤礦生產帶來巨大的經濟財產損失和人員傷亡事故發生。

目前國內外對于井壁實時監測的監測系統是采用傳統的電傳感器進行工作的，但是由于井壁檢測中監測參數多、測點分散、分布范圍廣、監測環境惡劣，通過設置電傳感器存在容易出現漏檢或引線過多影響結構穩定性從而造成檢測效率低的問題，在檢測中不能夠實時的獲取井筒穩定狀態的所有特征量，難以實現井筒安全預警。

因此，需要提出一種基于光纖光柵傳感器的煤礦井筒在線監測系統，實時獲取井壁結構參數和環境參數，通過對上述參數的分析使井壁的受力處于可監測的安全范圍內，并在井筒出現異常時及時提供報警信息。

實用新型內容

本實用新型為了克服現有技術中存在的不足，所要解決的技術問題為：提供一種基于光纖光柵傳感器的煤礦井筒在線監測系統硬件結構的改進。

為了解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為：一種基于光纖光柵傳感器的煤礦井筒在線監測系統，包括埋入式的光纖光柵應力傳感器和光纖光柵位移傳感器，所述光纖光柵應力傳感器、光纖光柵位移傳感器分別根據井筒形狀埋設在井筒的筒壁內部并用混凝土進行澆筑；

所述井筒的筒壁上設置有多個用于檢測井筒內部環境溫度的光纖光柵溫度傳感器，所述光纖光柵應力傳感器、光纖光柵位移傳感器、光纖光柵溫度傳感器分別通過單模傳輸光纜與光纖光柵解調儀的輸入端相連，用于將光纖光柵應力傳感器、光纖光柵位移傳感器、光纖光柵溫度傳感器采集的井筒井壁應變信號、井筒內的溫度信號進行處理后轉化為數字信號傳輸至控制中心的井內控制端上；

所述單模光纜通過混凝土澆筑固定埋設在筒壁內部；

所述控制中心還包括地面控制端和遠程控制端，所述井內控制端、地面控制端、遠程控制端分別設置有用于數據分析處理的第一控制器、第二控制器和第三控制器，所述第一控制器、第二控制器、第三控制器通過設置的ZigBee模塊實現無線通信；

所述第一控制器通過導線與光纖光柵解調儀的輸出端相連，所述第一控制器還通過導線分別與第一顯示屏、存儲模塊相連，所述第一控制器的電源端通過導線與電源模塊相連。

所述第二控制器通過導線與第二顯示屏相連，所述第三控制器通過導線與第三顯示屏相連。

所述井筒包括主立井井筒、副立井井筒和風筒，所述光纖光柵應力傳感器和光纖光柵位移傳感器的埋設位置根據主立井井筒、副立井井筒和風筒的筒壁檢測點具體設置為豎向埋設和/或橫向埋設。

所述第一控制器還通過導線與報警系統相連，所述報警系統具體為光電報警器，所述光電報警器分別設置在井內控制端、地面控制端、遠程控制端的控制室外。

所述光纖光柵應力傳感器采用的型號為GYB1500GX（A）；