東灘煤礦光纖圍巖應力動態(tài)監(jiān)測方案

1、兗州煤業(yè)東灘煤礦光纖圍巖應力動態(tài)監(jiān)測方案山東微感光電子有限公司2012年4月16日目錄1 概述31.1 系統(tǒng)特點31.2 設計依據32 系統(tǒng)功能及實施方案42.1 系統(tǒng)結構42.2 系統(tǒng)性能指標42.3 系統(tǒng)組成52.4 東灘煤礦沿空留巷光纖應力監(jiān)測實施方案62.5系統(tǒng)設備清單81 概述1.1 系統(tǒng)特點光纖傳感技術是最近30年以來興起的，因其獨有的無需供電、長距離傳輸、本質安全以及系統(tǒng)容量大的優(yōu)點，即將在礦山安全生產監(jiān)測以及應急救援方面發(fā)揮重大的作用，對保障礦山生產安全、預防安全事故、減少事故發(fā)生和生命財產損失產生重大意義。山東微感光電子有限公司位于山東省省會濟南市高新技術開發(fā)區(qū)，是一家專業(yè)研

2、究、開發(fā)、生產各種新型工業(yè)用光纖傳感器、智能儀表和綜合監(jiān)控系統(tǒng)的中外合資高科技企業(yè)。針對目前煤礦圍巖應力監(jiān)測對煤礦開采的重要性，山東微感光電子有限公司開發(fā)了基于光纖傳感器技術的光纖圍巖應力動態(tài)監(jiān)測預警系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：1）本質安全，不帶電，不受外界電磁場干擾，長期漂移??；2）復用能力強，可實現(xiàn)對一線多點、兩維點陣或空間分布的連續(xù)監(jiān)測；3）準確判斷圍巖應力值及地點；4）在線連續(xù)監(jiān)測圍巖應力，為采煤面的安全工作提供數(shù)據；1.2 設計依據光纖圍巖應力動態(tài)監(jiān)測預警系統(tǒng)基于符合國家標準和行業(yè)標準的傳感監(jiān)控設備，遵循煤炭行業(yè)的安全標準，同時遵循軟件行業(yè)的編制和測試規(guī)范。光纖圍巖應力動態(tài)監(jiān)測預警系統(tǒng)

3、在設計和評價過程中主要遵循以下標準：煤礦安全規(guī)程煤礦安全質量標準化標準煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術要求煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)及檢測儀器使用管理規(guī)范爆炸性環(huán)境用防爆電氣設備通用要求爆炸性環(huán)境用防爆電氣設備本質安全型電路和電氣設備要求煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)軟件通用技術要求計算機軟件產品開發(fā)文件編制指南 GB/T8567-2006計算機軟件測試文件編制規(guī)范 GB/T9386-20082 系統(tǒng)功能及實施方案2.1 系統(tǒng)結構礦用光纖圍巖應力動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)工作時，監(jiān)控主機內部光纖傳感調制解調儀發(fā)出連續(xù)的寬帶光，經傳輸光纜傳送到井下圍巖應力傳感器，傳感器將與壓力值有關的窄帶光反射回到光纖光柵調制解調儀中，解調出來反射波長的變

4、化量，進而得出待測點的壓力信息。圖3.1 圍巖應力動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)結構圖2.2 系統(tǒng)性能指標表2.1 系統(tǒng)參數(shù)序號項目單位參數(shù)1工作方式連續(xù)監(jiān)測2顯示方式液晶顯示3通訊端口RS2324傳感器接口采用標準SC/APC接口5響應時間s<306傳輸距離km107單通道容量支48支持通道數(shù)個11289傳感器工作環(huán)境-307010監(jiān)測儀供電V交流660±10% 表 2.2 鉆孔應力傳感器參數(shù)參數(shù)范圍測量范圍060 MPa精度0.5%FS每通道容量4個2.3 系統(tǒng)組成光纖煤體沖擊地壓監(jiān)測系統(tǒng)包括礦用光纖光柵解調儀YGSJ660(A)（圖3.2），井下的光纖鉆孔應力傳感器（圖3.3）及傳輸光纜。

5、(1) 光纖光柵解調儀圖3.2礦用光纖光柵解調儀監(jiān)控基站YGSJ660(A)l 主要功能：a) 采集并實時顯示圍巖應力傳感器信息；b) 分析預測圍巖情況，對未來趨勢進行評估，提供檢修參考信息；c) 危險報警及故障報警； (2)光纖鉆孔應力傳感器煤巖鉆孔應力傳感器主要用于煤礦井下煤層或巖層應力作用，例如工作面前方煤層超前支持應力，預留煤柱的支撐應力等。鉆孔應力監(jiān)測是測量因采動影響煤層或巖層內部應力場的變化，是研究采場動壓作用規(guī)律的重要手段之一，可用于采場沖擊地壓初期預測和趨勢分析。 圖3.3 光纖應力傳感器及附屬油壓包2.4 東灘煤礦沿空留巷光纖應力監(jiān)測實施方案1、工程范圍包括：東灘煤礦3203

6、工作面沿空留巷支撐墻長度共500米，在支撐墻頂部安裝光纖壓力傳感器，進行壓力實時在線監(jiān)測，并在 變電所安裝礦用光纖光柵解調儀一臺，對光纖壓力傳感器信號進行解調并實時上傳至監(jiān)控室。2、光纖壓力傳感器安裝設置情況：在充填墻前50米范圍內，每10米安裝一支光纖壓力傳感器，合計5支。在充填墻50-500米范圍內，每30米安裝一支光纖壓力傳感器，合計15支。本工程共配置、安裝20個測點。3、鉆孔應力傳感器安裝方案：鉆孔應力傳感器采用42mm46mm水平鉆孔探入安裝。1)首先通過鉆孔機將鉆孔打出，用風或水壓清洗鉆孔，將傳感器的油包的受力面朝上同推桿將油包緩慢推入。圖6 油包受力面2)將傳感器的傳感探頭敷設在孔的前端。3)傳感器尾纖套在8mm的鋼管中加以保護。圖7 安裝簡圖4、YGSJ660（A）監(jiān)控基站的安裝YGSJ660（A）監(jiān)控基站的安裝于井下采區(qū)變電所，傳感器通過光纜、終端盒與主機連接。2.5系統(tǒng)設備清單序號名稱型號規(guī)格數(shù)量單價（萬元）小計（萬元）1系統(tǒng)監(jiān)測軟件V 1.01套0.50.52顯示器19寸液晶1套0.20.23工業(yè)計算機IPC-810A1套0.70.74礦用光纖光柵解調儀YGSJ6