CN208907840U - 一种基于botda原理的矿道顶板应力监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于BOTDA原理的矿道顶板应力监测系统，包括远程监控服务器、光纤解调仪、计算机显示器、光纤终端和应变传感光缆，所述应变传感光缆内设有应力传感光纤和温度传感光纤，所述应变传感光缆的起始端连接所述光线终端，所述光线终端连接所述光纤解调仪，所述光纤解调仪连接所述计算机显示器，所述计算机显示器连接所述远程监控服务器，所述应变传感光缆呈S型固定在矿道顶板上，所述应变传感光缆的末端在所述矿道顶板上，所述应变传感光缆末端的应力传感光纤和温度传感光纤连接。通过对矿道顶板的形变和温度的监测，以最初的数据作为原始值，在数据发生变化后，能够获知矿道顶板的变化，提前预知危险并进行防范，极大的防止了灾害的发生。

Description

一种基于BOTDA原理的矿道顶板应力监测系统

技术领域

本实用新型属于煤矿设备领域，具体涉及一种基于BOTDA原理的矿道顶板应力监测系统。

背景技术

矿井顶板和围岩的检测是矿山灾害预测的重要项目，矿井冒顶围岩坍塌是各类矿井的特大灾害之一，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。近年来，由于掘进面的不段延伸和开采范围的扩大，矿井生产向纵深发展，冒顶，塌方的威胁也日益严重，防治任务也越来越艰巨，矿井顶板灾害严重威胁着矿山矿工的生命安全。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的在于提供一种基于BOTDA原理的矿道顶板应力监测系统，能够对矿道顶板的应变和温度进行监测，从而提前预知危险，提前防范，减少灾害的发生。

为达到上述目的，本实用新型提供一种基于BOTDA原理的矿道顶板应力监测系统，包括远程监控服务器、光纤解调仪、计算机显示器、光纤终端和应变传感光缆，所述应变传感光缆内设有应力传感光纤和温度传感光纤，所述应变传感光缆的起始端连接所述光线终端，所述光线终端连接所述光纤解调仪，所述光纤解调仪连接所述计算机显示器，所述计算机显示器连接所述远程监控服务器，所述应变传感光缆呈S型固定在矿道顶板上，所述应变传感光缆的末端在所述矿道顶板上，所述应变传感光缆末端的应力传感光纤和温度传感光纤连接。

末端的应力传感光纤和温度传感光纤连接后，应变传感光缆和光纤解调仪构成监测回路。S型铺设应变传感光缆能够监测矿道顶板的整体应变情况，且能减少应变传感光缆的使用量。整个装置搭建完成后，矿道顶板的形变和温度会被转化为数据传输到光纤解调仪上，然后显示在计算机显示器中。将前期监测数据作为背景数据。在此基础上，若后期监测到的数据出现变化，数据比对之后即可做出预警。

优选的，所述应力传感光缆包括应力传感部、温度传感部和包裹所述应力传感与所述温度传感部的PE防护套；所述应力传感部从外到内依次是FRP加强件和所述应力传感光纤；所述温度传感部从外到内依次是芳纶加强件、BPT管束、油膏填充层和温度传感光纤。FRP加强条缠绕在应力传感光纤上，增强机械性能，延长使用寿命。温度传感单元中的温度传感线芯能够在油膏游离活动，基本不受外界应力影响，探测出的温度数据更加准确。

更优选的，所述温度传感光纤和应力传感光纤均设有两芯线。两芯线的结构所探测的应力数据和温度数据更准确。

优选的，所述应变传感光缆通过水泥固定在所述矿道顶板上。应变传感光缆通过水泥固定，安装牢固，不容易受到其它外力干扰监测数据。

优选的，所述矿道顶板上设有锚杆，所述锚杆上螺纹安装有螺母，所述应变传感光缆通过缠绕在所述锚杆上，所述螺母将所述应变传感光缆压紧在所述矿道顶板上。通过锚杆固定应变传感光缆，方便光缆的拆卸更换。

本实用新型的有益效果：通过对矿道顶板的形变和温度的监测，以最初的数据作为原始值，在数据发生变化后，能够获知矿道顶板的变化，提前预知危险并进行防范，极大的防止了灾害的发生。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种基于BOTDA原理的矿道顶板应力监测系统的结构示意图；

图2为本实用新型一种基于BOTDA原理的矿道顶板应力监测系统的应变传感光缆结构示意图；

图3为本实用新型一种基于BOTDA原理的矿道顶板应力监测系统的锚杆安装示意图。

其中，1、远程监控服务器；2、光纤解调仪；3、计算机显示器；4、光纤终端；5、应变传感光缆；51、PE防护套；52、FRP加强件；53、应力传感光纤；54、芳纶加强件；55、BPT管束；56、油膏填充层；57、温度传感光纤；6、矿道顶板；7、锚杆。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面将结合附图来描述本实用新型的具体实施方式。

实施例1：

图1-2示出了一种基于BOTDA原理的矿道顶板应力监测系统，包括远程监控服务器1、光纤解调仪2、计算机显示器3、光纤终端4和应变传感光缆5，所述应变传感光缆5内设有应力传感光纤53和温度传感光纤57，所述应变传感光缆5的起始端连接所述光纤终端4，所述光线终端4连接所述光纤解调仪2，所述光纤解调仪2连接所述计算机显示器3，所述计算机显示器3连接所述远程监控服务器1，所述应变传感光缆5呈S型固定在矿道顶板6上，所述应变传感光缆5的末端在所述矿道顶板6上，所述应变传感光缆5末端的应力传感光纤53和温度传感光纤57连接。

进一步的，所述应力传感光缆5包括应力传感部、温度传感部和包裹所述应力传感与所述温度传感部的PE防护套51；所述应力传感部从外到内依次是FRP加强件52和所述应力传感光纤53；所述温度传感部从外到内依次是芳纶加强件54、BPT管束55、油膏填充层56和温度传感光纤57。FRP加强条缠绕在应力传感光纤上，增强机械性能，延长使用寿命。温度传感单元中的温度传感线芯能够在油膏游离活动，基本不受外界应力影响，探测出的温度数据更加准确。

更进一步的，所述温度传感光纤57和应力传感光纤53均设有两芯线。两芯线的结构所探测的应力数据和温度数据更准确。

进一步的，所述应变传感光缆5通过水泥固定在所述矿道顶板6上。应变传感光缆通过水泥固定，安装牢固，不容易受到其它外力干扰监测数据。

本实用新型的工作原理或工作流程：末端的应力传感光纤53和温度传感光纤57连接后，应变传感光缆5和光纤解调仪2构成监测回路。S型铺设应变传感光缆5能够监测矿道顶板的整体应变情况，且能减少应变传感光缆5的使用量。整个装置搭建完成后，矿道顶板6的形变和温度会被转化为数据传输到光纤解调仪2上，然后显示在计算机显示器3中。将前期监测数据作为背景数据。在此基础上，若后期监测到的数据出现变化，数据比对之后即可做出预警。

本实用新型产生的有益效果为：通过对矿道顶板的形变和温度的监测，以最初的数据作为原始值，在数据发生变化后，能够获知矿道顶板的变化，提前预知危险并进行防范，极大的防止了灾害的发生。

实施例2：

图1-3示出了一种基于BOTDA原理的矿道顶板应力监测系统，包括远程监控服务器1、光纤解调仪2、计算机显示器3、光纤终端4和应变传感光缆5，所述应变传感光缆5内设有应力传感光纤53和温度传感光纤57，所述应变传感光缆5的起始端连接所述光纤终端4，所述光线终端4连接所述光纤解调仪2，所述光纤解调仪2连接所述计算机显示器3，所述计算机显示器3连接所述远程监控服务器1，所述应变传感光缆5呈S型固定在矿道顶板6上，所述应变传感光缆5的末端在所述矿道顶板6上，所述应变传感光缆5末端的应力传感光纤53和温度传感光纤57连接。

进一步的，所述应力传感光缆5包括应力传感部和温度传感部和包裹所述应力传感与所述温度传感部的PE防护套51；所述应力传感部从外到内依次是FRP加强件52和所述应力传感光纤53；所述温度传感部从外到内依次是芳纶加强件54、BPT管束55、油膏填充层56和温度传感光纤57。FRP加强条缠绕在应力传感光纤上，增强机械性能，延长使用寿命。温度传感单元中的温度传感线芯能够在油膏游离活动，基本不受外界应力影响，探测出的温度数据更加准确。

更进一步的，所述温度传感光纤57和应力传感光纤53均设有两芯线。两芯线的结构所探测的应力数据和温度数据更准确。

进一步的，所述矿道顶板6上设有锚杆7，所述锚杆7上螺纹安装有螺母，所述应变传感光缆通过缠绕在所述锚杆上，所述螺母将所述应变传感光缆压紧在所述矿道顶板上。通过锚杆固定应变传感光缆，方便光缆的拆卸更换。

本实用新型的工作原理或工作流程：末端的应力传感光纤53和温度传感光纤57连接后，应变传感光缆5和光纤解调仪2构成监测回路。S型铺设应变传感光缆5能够监测矿道顶板的整体应变情况，且能减少应变传感光缆5的使用量。整个装置搭建完成后，矿道顶板6的形变和温度会被转化为数据传输到光纤解调仪2上，然后显示在计算机显示器3中。将前期监测数据作为背景数据。在此基础上，若后期监测到的数据出现变化，数据比对之后即可做出预警。

本实用新型产生的有益效果为：通过对矿道顶板的形变和温度的监测，以最初的数据作为原始值，在数据发生变化后，能够获知矿道顶板的变化，提前预知危险并进行防范，极大的防止了灾害的发生

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于BOTDA原理的矿道顶板应力监测系统，包括远程监控服务器、光纤解调仪、计算机显示器和应变传感光缆，所述应变传感光缆内设有应力传感光纤和温度传感光纤，所述应变传感光缆的起始端连接光纤终端，所述光纤终端连接所述光纤解调仪，所述光纤解调仪连接所述计算机显示器，所述计算机显示器连接所述远程监控服务器，其特征在于，所述应变传感光缆呈S型固定在矿道顶板上，所述应变传感光缆的末端在所述矿道顶板上，所述应变传感光缆末端的所述应力传感光纤和所述温度传感光纤连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于BOTDA原理的矿道顶板应力监测系统，其特征在于，所述应力传感光缆包括应力传感部、温度传感部和包裹所述应力传感与所述温度传感部的PE防护套；所述应力传感部从外到内依次是FRP加强件和所述应力传感光纤；所述温度传感部从外到内依次是芳纶加强件、BPT管束、油膏填充层和温度传感光纤。

3.根据权利要求2所述的一种基于BOTDA原理的矿道顶板应力监测系统，其特征在于，所述温度传感光纤和应力传感光纤均设有两芯线。

4.根据权利要求1所述的一种基于BOTDA原理的矿道顶板应力监测系统，其特征在于，所述应变传感光缆通过水泥固定在所述矿道顶板上。

5.根据权利要求1所述的一种基于BOTDA原理的矿道顶板应力监测系统，其特征在于，所述矿道顶板上设有若干锚杆，所述锚杆上螺纹安装有螺母，所述应变传感光缆通过缠绕在所述锚杆上，所述螺母将所述应变传感光缆压紧在所述矿道顶板上。