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專利名稱:一種全光纖煤礦安全監測系統

文章來源: 发布时间: 2019-11-07

專利名稱:一種全光纖煤礦安全監測系統 

申 请 号 

CN201410545321.X 

申 请 日 

2014.10.15 

公開(公告)號 

CN104343466B 

公開(公告)日 

2017.02.08 

申請(專利權)人 

中國科學院合肥物質科學研究院

发 明 人 

董鳳忠;李俊;孫苗;湯玉泉;楊爽

專利類型 

發明專利

摘 要 

本發明公開了一種全光纖煤礦安全監測系統,包括寬帶光源、光纖環形器、多路光開關陣列、光纖傳感模塊和信號采集與處理模塊;光纖傳感模塊包括光柵自然發火監測傳感器、光柵鋼筋地梁傳感器、光柵礦震傳感器。本發明采用一個寬帶光源即可實現對煤礦井下溫度、應變、礦震等綜合信息的實時監測,采用全光纖多傳感器融合的方式對綜合評價煤礦井下健康狀況提供了豐富的數據庫信息,適用于惡劣環境的監測要求。

主權項 

一種全光纖煤礦安全監測系統,其特征在于采用不同的光纜構成准分布式光纖傳感器對煤礦區溫度、應變和礦震進行多參量實時監測,同時能夠確定監測點的位置,包括寬帶光源(1)、光纖環形器(2)、多路光開關陣列(3)、光纖傳感模塊(4)和信號采集與處理模塊(5);光纖傳感模塊包括光柵自然發火監測傳感器(41)、光柵鋼筋地梁傳感器(42)、光柵礦震傳感器(43);光柵自然發火監測傳感器(41)實時監測采空區煤層溫度變化速率,及時預報煤礦自然發火;光柵鋼筋地梁傳感器(42)通過檢測采空區的應變來監測煤礦區的地層健康狀況;光柵礦震傳感器(43)通過檢測采空區的地層微振動實現煤礦區地層振動的監測;解調時,寬帶光源(1)發出的光經過光纖環形器(2)進入多路光開關陣列(3),由多路光開關陣列(3)分配到不同的光纖,其中每根光纖上能夠同時連接多個不同波長的溫度、應變、振動的光柵傳感器,即光柵自然發火監測傳感器(41)、光柵鋼筋地梁傳感器(42)、光柵礦震傳感器(43),從光柵自然發火監測傳感器(41)、光柵鋼筋地梁傳感器(42)和光柵礦震傳感器(43)反射的信號經光纖環形器(2)再返回到信號采集與處理模塊(5),通過信號采集與處理模塊(5)把波長信息轉換成溫度、應變和振動信息,通過以太網(6)傳輸到監測主機(7);当传输到的信号值超过安全预警值时,系统会发出报警,工作人员迅速的对该报警做出相应的处理;光柵自然發火監測傳感器(41)通過光纜串並聯而成的監測陣列,均勻或非均勻分布,以滿足不同的測量要求;當光柵自然發火監測傳感器(41)布設區域溫度發生變化時,光柵自然發火監測傳感器(41)的反射波长发生漂移,通过检测波长的漂移解调出温度的变化信息;光柵自然發火監測傳感器(41)"S"形相連布置于采空區中,此種布設方式較爲全面的反映出采空區內部溫度的變化情況,有助于分析采空區煤層自然發火導致的不同區域溫度變化情況;如果采空區敷設光纜處附近煤層有自燃的趨勢,該光纜處的溫度會升高,測量得到的在該光纜處的溫度會有相應的改變;發火的速率根據測量得到的溫度信息計算得到,依據測量得到的溫度信息,建立采空區自然發火趨勢圖,當采空區內部升溫速率幾乎爲0時,無自然發火趨勢,當升溫速率升高並且越來越大時,提示采空區內有自然發火趨勢,通過光纖介質監測這一溫度變化,爲判定采空區自然發火提供良好的理論及實驗依據。

IPC信息 

IPC主分類號 

E21F17/18(2006.01)I 

IPC分類號 

E21F17/18(2006.01)I 

E 固定建築物

 E21 土層或岩石的鑽進;采礦

  E21F 礦井或隧道中或其自身的安全裝置,運輸、充填、救護、通風或排水

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