CN107130986A - 一种煤矿光纤光栅单体液压支柱压力计和预警装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种煤矿光纤光栅单体液压支柱压力计和预警装置，主要适用于煤矿井下单体液压支柱工作阻力监测技术领域，主要由油缸体、油管、三通阀、光控数显压力表、光纤光栅压力计、传输光缆组成；其特征是：油缸腔体通过油管与三通阀上端口连接，光控数显压力表与三通阀下端口连接，光纤光栅压力计通过两端口与三通阀右端口和传输光缆连接，光纤光栅压力计监测的信号通过传输光缆传输到地面，经光纤光栅解调仪转换，再由主机监测系统进行数据的分析处理。其优点：此装置采用光纤光栅传感技术，可实现实时在线多点分布式组网监测，能长期稳定监测和数据的收集处理；抗电磁、恶劣环境性强，采用全光测量和光纤传输，本质安全，保证井下现场安全；此装置结构简单，安装拆卸方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种煤矿井下单体液压支柱工作阻力监测技术领域，具体是一种煤矿光纤光栅单体液压支柱压力计和预警装置。
背景技术
长期以来，我国煤矿顶板灾害导致的事故伤亡人数居高不下，顶板灾害已经成为影响煤矿安全生产的重要因素，严重威胁着矿山的生产安全，发生时会造成巨大的经济损失和人员伤亡。而作为矿井安全生产重要保障手段之一的围岩压力监测越来越受到重视，对监测的准确性、可靠性及在线监测能力的也提出了更高的要求。
目前煤矿巷道或普采工作面使用单体液压支柱对顶板进行加固和支撑，所使用的传统监测单体液压支柱工作阻力的仪器仅仅能反应支柱工作支撑力大小，而不能实现单体液压支柱工作阻力过载或支柱未接顶空载有倒柱的危险的预警，而且现有的单体液压支柱压力计多采用液压机械压力表的形式，具有以下缺点：1、不防潮，可靠性低，使用寿命短，无法满足长期监测的要求；2、易受电磁干扰和外界环境干扰；3、靠人工观测读取数据，误差大，不能实现数据自动化采集和处理，不能进行在线实时监测预警。
发明内容
技术问题：本发明将提供一种结构简单、安装便捷、适应性强、操作方便、安全可靠、监测数据准确稳定的煤矿光纤光栅单体液压支柱压力计和预警装置，能够有效安全的解决单体液压支柱工作阻力过载和未接触顶板空载倒柱预警的问题。
技术方案：本发明的目的通过如下技术方案实现：
1、一种煤矿光纤光栅单体液压支柱压力计和预警装置，其特征在于有如下步骤：主要由油缸外壳(1)、油缸腔体(2)、油管(3)、三通阀(4)、光控数显压力表(7)、光纤光栅压力计(5)、传输光缆(6)组成；其特征是：油缸腔体(2)通过油管(3)与三通阀(4)上端口连接，光控数显压力表(7)与三通阀(4)下端口连接，光纤光栅压力计(5)通过两端口与三通阀(4)右端口和传输光缆(6)连接。
2、所描述的光控数显压力表(7)由光控探测器(8)、数字显示屏(9)、预警指示灯(10)、手动控制按钮(11)、控制电路板(12)、压力传感芯片(13)组成。
3、所描述的油缸外壳(1)的四个角为圆弧形状。
有益效果：由于采用了上述方案，本发明与传统技术相比优点如下：
1、本发明涉及一种煤矿井下单体液压支柱工作阻力监测技术领域，具体是一种煤矿光纤光栅单体液压支柱压力计和预警装置，适用单体液压支柱压力为0Mpa～60Mpa，工作温度为-5℃～45℃。结合主机监控系统、光纤光栅解调仪技术可实现井下无滞后多点分布式组网测量，全面、连续、实时地进行长期监测与数据收集处理。
2、光控数显压力表便于井下现场职工矿灯照射读数，光控数显表设置预警指示灯(绿灯、黄灯、红灯)，能够有效安全的解决单体液压支柱工作阻力过载和未接触顶板空载倒柱监测预警的问题。
3、光纤光栅技术采用全光测量和光纤传输，可避免电磁干扰影响，本质安全，保证煤矿现场安全；内置温补光栅对温度误差进行补偿，监测分辨率可达0.03MPa；结构简单，安装便捷，其结构与工艺适于普遍推广应用。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的现场安装示意图。
图例说明：1、油缸外壳；2、油缸腔体；3、油管；4、三通阀；5、光纤光栅压力计；6、传输光缆；7、光控数显压力表；8、光控探测器；9、数字显示屏；10、预警指示灯；11、手动控制按钮；12、控制电路板；13、压力传感芯片；14、煤矿巷道或工作面顶板；15、顶梁；16、煤矿光纤光栅单体液压支柱压力计和预警装置；17、单体液压支柱；18、煤矿巷道或工作面底板；19、单体液压支柱楔卡。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达到预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施事例，对依据本发明提出的一种煤矿光纤光栅单体液压支柱压力计和预警装置其具体实施方式及其功效说明如下：
1、请参阅图1所示，本发明所述构造的主要由油缸外壳(1)、油缸腔体(2)、油管(3)、三通阀(4)、光控数显压力表(7)、光纤光栅压力计(5)、传输光缆(6)组成；其特征是：油缸腔体(2)通过油管(3)与三通阀(4)上端口连接，光控数显压力表(7)与三通阀(4)下端口连接，光纤光栅压力计(5)通过两端口与三通阀(4)右端口和传输光缆(6)连接。
2、请参阅图1所示，所描述的光控数显压力表(7)由光控探测器(8)、数字显示屏(9)、预警指示灯(10)、手动控制按钮(11)、控制电路板(12)、压力传感芯片(13)组成。
3、请参阅图1所示，所描述的油缸外壳(1)的四个角为圆弧形状。
请参阅图2所示，使用时，将煤矿光纤光栅单体液压支柱压力计和预警装置(16)安置于单体液压支柱(17)顶端和顶梁(15)之间，油缸外壳(1)设置四个圆弧形状的角，以便在单体液压支柱(17)顶端边角四个楔卡(19)内稳定安放本发明装置。井下现场职工可使用矿灯照射光控数显压力表(7)读取该单体支柱压力表数，光控数显表(7)设置预警指示灯(10)，根据指示灯显示不同的颜色(绿灯、黄灯、红灯)，判别单体液压支柱(17)工作阻力是否过载或是否未接触顶板空载有倒柱的危险。同时传输光缆(6)将井下现场监测的信号传输到地面，经光纤光栅解调仪转换为电信号，再经主机监考系统分析处理，实现井下实时在线长期的监测预警。
Claims (3)
1.一种煤矿光纤光栅单体液压支柱压力计和预警装置，其特征在于有如下步骤：主要由油缸外壳(1)、油缸腔体(2)、油管(3)、三通阀(4)、光控数显压力表(7)、光纤光栅压力计(5)、传输光缆(6)组成；其特征是：油缸腔体(2)通过油管(3)与三通阀(4)上端口连接，光控数显压力表(7)与三通阀(4)下端口连接，光纤光栅压力计(5)通过两端口与三通阀(4)右端口和传输光缆(6)连接。
2.根据权利要求书1所述的一种煤矿光纤光栅单体液压支柱压力计和预警装置，其特征还在于：所描述的光控数显压力表(7)由光控探测器(8)、数字显示屏(9)、预警指示灯(10)、手动控制按钮(11)、控制电路板(12)、压力传感芯片(13)组成。
3.根据权利要求书1所述的一种煤矿光纤光栅单体液压支柱压力计和预警装置，其特征还在于：所描述的油缸外壳(1)的四个角为圆弧形状。
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| CN110094179B (zh) * | 2019-06-14 | 2024-05-07 | 河南理工大学 | 注水封孔器定量快速加压装置 |
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