一种煤矿巷道分布式光纤光栅锚杆群应力监测系统

摘要

一种煤矿巷道分布式光纤光栅锚杆群应力监测系统，属于煤矿巷道锚杆群应力监测系统。回采巷道锚杆支护应力监测子系统、掘进巷道锚杆支护应力监测子系统和工作面切眼锚杆支护应力监测子系统均包括至少一个监测分站，通过光纤接线盒将三个子系统的通讯光纤与矿用传输光缆连接，矿用传输光缆与光纤光栅静态解调仪的输入端口连接，光纤光栅静态解调仪的输出端口与计算机数据处理系统连接，通过服务器和煤矿局域网将处理后的监测数据与地面计算机共享，形成煤矿巷道锚杆群受力在线实时监测系统。以锚杆为传感媒介、光纤为传输载体的锚杆群应力监测网络采用串联的结构，分布式测量锚杆群受力大小，安装方便，省工省时省力，降低了监测费用。

主权项

一种煤矿巷道分布式光纤光栅锚杆群应力监测系统，其特征在于：一种煤矿巷道分布式光纤光栅锚杆群应力监测系统，包括回采巷道锚杆支护应力监测子系统、掘进巷道锚杆支护应力监测子系统和工作面切眼锚杆支护应力监测子系统；上述三个锚杆支护应力监测子系统均包括若干个监测分站，每一个监测分站均监测顶板锚杆和两帮锚杆受力，每一个锚杆支护应力监测子系统的监测分站内的顶板锚杆和两帮锚杆通过通讯光纤串联在一起，三个锚杆支护应力监测子系统的引出端通讯光纤通过光纤接线盒与矿用传输光缆连接，矿用传输光缆与光纤光栅静态解调仪的输入端口连接，光纤光栅静态解调仪将输入的波长信号解调为电信号，光纤光栅静态解调仪的输出端口与计算机数据处理系统连接，计算机数据处理系统通过服务器和煤矿局域网将处理后的监测数据与地面计算机共享，形成煤矿巷道锚杆群受力分布式、全方位在线实时监测系统；所述的顶板锚杆和两帮锚杆串联在一起的连接方法为光纤连接线通过光纤熔接机熔接或者通过光纤耦合器连接为一体。2.根据权利要求1所述的一种煤矿巷道分布式光纤光栅锚杆群应力监测系统，其特征在于：所述的顶板锚杆和两帮锚杆均为光纤光栅测力锚杆，锚杆的长度为180mm‑240mm，在锚杆杆体的两侧对称刻一深为1.5mm、宽度为2mm左右的凹槽，通过环氧胶将光纤光栅固定在凹槽内，并在锚杆的尾部引出光纤连接线。3.根据权利要求1所述的一种煤矿巷道分布式光纤光栅锚杆群应力监测系统，其特征在于：所述的光纤光栅静态解调仪的输出端口通过网络接口或者RS232接口或USB接口与计算机数据处理系统连接。4.根据权利要求1所述的一种煤矿巷道分布式光纤光栅锚杆群应力监测系统，其特征在于：所述的计算机数据处理系统具体包括以下子系统：（1）输入子系统，根据矿井情况人工键入设置锚杆参数和锚杆受力的报警阈值；（2）管理子系统，对监测数据自动存储，并可以历史查询以及数据信息共享；（3）分析子系统，对监测数据进行趋势分析，参数关联分析和对比分析；（4）输出子系统，在线动态显示监测参数数据，生成综合报表和受力曲线图，输出具有危险性的综合预测和超限报警情况，并具有打印功能。