基于FBG传感器网络的煤矿巷道在线监测系统设计

在掘进和采煤的过程中,巷道围岩的受力情况复杂多变,因此,巷道离层位移和围岩压力的实时监测是保证巷道正常工作的一个重要因素。设计了一种基于FBG传感器网络的煤矿巷道在线监测系统。该系统实现井下700 m数据采集,井上分析处理,可提供时序趋势变化、结构分布变化和阈值报警等功能。根据朱仙庄煤矿巷道的特点,系统安装4只FBG位移传感器、4只FBG土压力传感器和4只FBG温度传感器,对巷道掘进区域的离层位移、围岩压力和温度变化进行在线监测。监测结果表明:系统对离层位移、围岩压力和巷道温度变化反映灵敏,能够有效保证巷道掘进的正常进行,且为后续巷道施工提供数据支持和理论依据。

煤矿巷道采空区煤自燃导致的温度变化在线监测研究

采空区煤自燃在矿井火灾中约占70%,50%以上国有煤矿矿井存在煤层自燃发火危险,因此对采空区温度进行在线监测十分重要。一种把煤矿巷道温度变化转变成光纤Bragg光栅波长移位的温度传感器被应用于煤矿巷道的温度检测。根据朱仙庄煤矿巷道煤层分布及煤粉扩散的特点,在煤矿巷道顶部沿巷道方向每隔2m进行分布式安装本安型光纤Bragg光栅温度传感器,实现了对采空区温度实时监测。

煤矿顶板离层回归分析与稳定性评价

以光纤Bragg光栅位移传感器对淮北朱仙庄煤矿顶板离层监测为实际数据依据,选择最佳的典型函数模型对顶板离层进行非线性回归分析,得出能够反映位移发展趋势的回归曲线。监测结果与回归拟合数据表明:非线性回归分析预测方法不仅可以反映煤矿顶板离层实时变化过程,还能根据其变化趋势进行巷道稳定性判断。

掘进爆破过程中巷道顶板离层位移的光纤监测

掌握顶板离层的状态,对及时采取相应的措施阻止顶板失稳,避免突发性破坏具有重要意义。基于拉伸弹簧和悬臂梁组成的复合结构,煤矿发生顶板离层时,传动杆带动弹簧发生形变,弹簧拉动自由端的等强度悬臂梁发生挠度变化,粘贴于等强度悬臂梁上的光栅发生波长移位,实现对煤矿离层的测量。在试点处安装了四只光纤Bragg光栅位移传感器,分别位于煤矿巷道顶部,每个监测点间隔2m,监测结果表明:在监测的一段时间内四只传感器共出现三次数据突变。在2013年1月21日-2013年1月22日的监测时间内发生爆破施工,爆破对巷道围岩产生扰动作用,引起传感器在发生爆破时出现数据突变,监测的传感器表明,最大位移变化量分别为4.04mm,1.67mm,2.77mm。能实时反映爆破掘进对煤矿巷道顶板离层的变化趋势。

高速智能可编程串口控制器在煤矿井下供电监控系统中的应用

随着煤矿现代化程度的不断提高,对于煤矿井下供、配电系统的稳定性、安全性和不间断性的要求也越来越高。煤矿井下供电所用的高、低压综合保护器大都具有RS-485通讯接口,但是品种规格多,产品时间跨度长,通讯协议也多种多样,从而给井下供电监控系统的建设带来了难题。本文利用高速智能可编程串口控制器构建煤矿井下供电监控系统,解决了此类问题,系统在安徽淮北矿业集团公司祁南煤矿进行了长期测试,运行可靠。