一種用于檢測煤礦巷幫圍巖壓力的光纖Bragg光柵土壓力傳感裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種用于檢測煤礦巷幫圍巖壓力的光纖Bragg光柵土壓力傳感裝置，屬于光電子測量【技術(shù)領(lǐng)域】。本實(shí)用新型包括錨固端、光纖Bragg光柵土壓力傳感器、錨桿、巷幫圍巖、巷道、托盤、螺帽；其中錨固端置于錨桿的頂部，光纖Bragg光柵土壓力傳感器置于托盤上，露出至巷道的錨桿與托盤連接，托盤末端用螺帽緊固，所述錨固端與錨桿之間、錨桿與巷道之間通過錨固劑進(jìn)行錨固。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，便于操作；實(shí)現(xiàn)了對巷道圍巖壓力的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測，同時(shí)抗干擾能力強(qiáng)。
【專利說明】—種用于檢測煤礦巷幫圍巖壓力的光纖Bragg光柵土壓力傳感裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于檢測煤礦巷幫圍巖壓力的光纖Bragg光柵土壓力傳感裝置，屬于光電子測量【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]礦井頂板和圍巖的檢測是礦山災(zāi)害預(yù)測的重要項(xiàng)目，礦井冒頂圍巖坍塌是各類礦井的特大災(zāi)害之一，嚴(yán)重威脅著礦山的生產(chǎn)安全，發(fā)生時(shí)會造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。由于掘進(jìn)面的不斷延伸和開采范圍的擴(kuò)大，礦井生產(chǎn)向縱深發(fā)展，冒頂、塌方的威脅也日益嚴(yán)重，防治任務(wù)也越來越艱巨，所以對礦井頂板和圍巖的實(shí)時(shí)監(jiān)測能夠保證礦井的正常生產(chǎn)和井下礦工的生命安全，促進(jìn)煤礦生產(chǎn)的安全性。
[0003]圍巖問題凸顯為三個(gè)方面:一是頂板的脫落情況；二是錨桿支護(hù)穩(wěn)定性的評估及潛在危險(xiǎn)性預(yù)測；三是超前支撐壓力影響范圍、壓力的前移速度等。
[0004]由于工作場所的經(jīng)常移動，新的地質(zhì)現(xiàn)象和新的地質(zhì)問題不斷出現(xiàn)(如在采掘過程中出現(xiàn)斷層，結(jié)合礦井所處地層條件、井壁受力狀況復(fù)雜多變，因此，測量井壁的應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)的變化，對煤礦的正常生產(chǎn)和人員安全進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)時(shí)監(jiān)測就顯得非常重要。目前，這項(xiàng)工作往往都是由人工方式觀測或者依據(jù)生產(chǎn)過程中積累的經(jīng)驗(yàn)來完成，實(shí)時(shí)掌握煤礦巷道圍巖的變化就非常困難，另一方面受人為因素影響比較大，極有可能漏采具有代表性的數(shù)據(jù)，從而實(shí)時(shí)掌握煤礦巷道圍巖的受力狀況就非常困難。
[0005]為了及時(shí)準(zhǔn)確的掌握煤礦巷道圍巖的動態(tài)變化，通過采用光纖Bragg光柵土壓力傳感器對實(shí)現(xiàn)巷道圍巖壓力的實(shí)時(shí)監(jiān)測時(shí)，需要考慮光纖Bragg光柵土壓力傳感器的構(gòu)成，及如何安裝來實(shí)現(xiàn)對巷道圍巖壓力的監(jiān)測問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型提供了 一種用于檢測煤礦巷幫圍巖壓力的光纖Bragg光柵土壓力傳感裝置，以用于解決對巷道圍巖壓力的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測時(shí)光纖Bragg光柵土壓力傳感裝置的結(jié)構(gòu)、安裝問題。
[0007]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種用于檢測煤礦巷幫圍巖壓力的光纖Bragg光柵土壓力傳感裝置，包括錨固端1、光纖Bragg光柵土壓力傳感器2、錨桿3、巷幫圍巖4、巷道5、托盤6、螺帽7 ;其中錨固端I置于錨桿3的頂部，光纖Bragg光柵土壓力傳感器2置于托盤6上，露出至巷道5的錨桿3與托盤6連接，托盤6末端用螺帽7緊固。
[0008]所述錨固端I與錨桿3之間、錨桿3與巷道5之間通過錨固劑進(jìn)行錨固。
[0009]所述光纖Bragg光柵土壓力傳感器2與光纖Bragg光柵解調(diào)儀連接。
[0010]所述錨桿3與水平地面的夾角為0°?90°。
[0011]使用時(shí)，通過錨固劑對錨固端I和錨桿3進(jìn)行全程錨固，露出洞外的錨桿3與托盤6連接,光纖Bragg光柵土壓力傳感器2放置于托盤6上,托盤6末端用螺帽7緊固，當(dāng)圍巖發(fā)生變化時(shí)，光纖Bragg光柵土壓力傳感器2能夠檢測到巷幫圍巖的壓力變化。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0013]1、實(shí)現(xiàn)了對巷道圍巖壓力的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測；
[0014]2、抗干擾能力強(qiáng):采用光纖Bragg光柵手段進(jìn)行測量，具有不受外界電磁的干擾的優(yōu)點(diǎn)；
[0015]3、結(jié)構(gòu)簡單，便于操作。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖中各標(biāo)號:I為錨固端、2為光纖Bragg光柵土壓力傳感器、3為錨桿、4為巷幫圍巖、5為巷道、6為托盤、7為螺帽。
【具體實(shí)施方式】
[0018]實(shí)施例1:如圖1所不，一種用于檢測煤礦巷幫圍巖壓力的光纖Bragg光柵土壓力傳感裝置，包括錨固端1、光纖Bragg光柵土壓力傳感器2、錨桿3、巷幫圍巖4、巷道5、托盤6、螺帽7 ;其中錨固端I置于錨桿3的頂部,光纖Bragg光柵土壓力傳感器2置于托盤6上，露出至巷道5的錨桿3與托盤6連接，托盤6末端用螺帽7緊固。所述錨固端I與錨桿3之間、錨桿3與巷道5之間通過錨固劑進(jìn)行錨固。所述光纖Bragg光柵土壓力傳感器2與光纖Bragg光柵解調(diào)儀連接。
[0019]所述錨桿3與水平地面的夾角為0°。
[0020]其具體實(shí)施步驟為:
[0021 ] 1、煤礦巷道頂部鉆孔直徑28mm，錨桿直徑24mm，錨桿長度6m。
[0022]2、用光纖Bragg光柵解調(diào)儀獲取光纖Bragg光柵的Bragg波長。
[0023]3、當(dāng)光纖Bragg光柵的初始Bragg波長為
A0 =1557.732nm，所述錨桿3與水平地面的夾角為0°時(shí)，Λ為光纖Bragg光柵的測量波長
值為1558.122nm，根據(jù)波長變化值與巷道圍巖壓力之間的關(guān)系式= 為。)得出巷道圍巖壓力為860.448KPa，其中壓力系數(shù)尤=2206.278。
[0024]實(shí)施例2:如圖1所不,一種用于檢測煤礦巷幫圍巖壓力的光纖Bragg光柵土壓力傳感裝置，包括錨固端1、光纖Bragg光柵土壓力傳感器2、錨桿3、巷幫圍巖4、巷道5、托盤6、螺帽7 ;其中錨固端I置于錨桿3的頂部,光纖Bragg光柵土壓力傳感器2置于托盤6上，露出至巷道5的錨桿3與托盤6連接，托盤6末端用螺帽7緊固。所述錨固端I與錨桿3之間、錨桿3與巷道5之間通過錨固劑進(jìn)行錨固。所述光纖Bragg光柵土壓力傳感器2與光纖Bragg光柵解調(diào)儀連接。
[0025]所述錨桿3與水平地面的夾角為45°。
[0026]其具體實(shí)施步驟為:
[0027]1、煤礦巷道頂部鉆孔直徑28mm，錨桿直徑24mm，錨桿長度6m。
[0028]2、用光纖Bragg光柵解調(diào)儀獲取光纖Bragg光柵的Bragg波長。
[0029]3、當(dāng)光纖Bragg光柵的初始Bragg波長為、=1557.732nm,所述錨桿3與水平地面的夾角為45°時(shí)，Λ為光纖Bragg光柵的測量波長值為1558.469nm，根據(jù)波長變化值與
巷道圍巖壓力之間的關(guān)系式
【權(quán)利要求】
1.一種用于檢測煤礦巷幫圍巖壓力的光纖Bragg光柵土壓力傳感裝置，其特征在于:包括錨固端(I)、光纖Bragg光柵土壓力傳感器(2 )、錨桿(3 )、巷幫圍巖(4)、巷道(5 )、托盤(6)、螺帽(7);其中錨固端(I)置于錨桿(3)的頂部，光纖Bragg光柵土壓力傳感器(2)置于托盤(6)上，露出至巷道(5)的錨桿(3)與托盤(6)連接，托盤(6)末端用螺帽(7)緊固。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于檢測煤礦巷幫圍巖壓力的光纖Bragg光柵土壓力傳感裝置，其特征在于:所述錨固端(I)與錨桿(3)之間、錨桿(3)與巷道(5)之間通過錨固劑進(jìn)行錨固。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于檢測煤礦巷幫圍巖壓力的光纖Bragg光柵土壓力傳感裝置，其特征在于:所述光纖Bragg光柵土壓力傳感器(2)與光纖Bragg光柵解調(diào)儀連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于檢測煤礦巷幫圍巖壓力的光纖Bragg光柵土壓力傳感裝置，其特征在于:所述錨桿(3)與水平地面的夾角為0°?90°。
【文檔編號】G01L1/24GK203587255SQ201320730357
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月19日
【發(fā)明者】李川, 閆思安, 劉江, 莊君剛, 陳富云, 王敏吉, 趙振剛, 謝濤 申請人:昆明理工大學(xué)