巷道矿压数字化监测及顶板实时预警系统
煤矿掘进巷道围岩压力在线监测预警系统
煤矿掘进巷道围岩压力在线监测预警系统摘要：现有煤矿灾害监测、巷道掘进巷道中有一些缺点巷道表面位移和深层位移和螺栓应力监测主要是收集的人工测量,如工作量大、效率低,缺乏一个系统的、有针对性的研究,加上一些地方开采条件的特殊性,特别是正面,传感器布线困难,使巷道围岩稳定性不能得到有效的监测和分析。
因此，迫切需要开发一种施工快速简单、布线快速、预警精度高的无线监测预警系统，实现对掘进巷道稳定性和安全性的实时监测预警预报。
关键词：煤矿掘进巷道；围岩压力监测；无线传感器；在煤矿开采作业中，针对煤矿掘进工作面围岩压力的检测技术一直存在有很多的不足。
如何实现对围岩压力的有效检测，继而提高煤矿作业的预警能力，这些都是新时代背景下煤矿开采作业的发展前提。
通过无线传感技术的应用，进行一款煤矿掘进巷道围岩压力在线监测预警系统的设计，以此为基础，首先就系统的组成予以分析，而后就系统软件的设计问题展开探析。
一、系统组成与通信模式1.系统组成。
煤矿掘进巷道围岩压力在线检测预警系统可主要分为井上与井下两个部分。
主要设备组成有监测主机、检测软件、数据服务器、数据传输接口、应力感应无线网关以及顶板离层传感器和声发射传感器等。
本系统以井下工以太网为基础，以CAN总线多主通信方式加以联络。
传感器一方面可以与CA总线衔接，另一方面也可以挂接在监测分站上，这种布线方式更为灵活，且节点设置更加的智能。
不仅如此，该系统还能够与煤矿的其他管理部门网络实现互联互通，使得信息的传递工作更为高效便捷。
2.系统通信模式。
为了提高总线数据的传输效率、缩短异地断电的时间，同时提高组网的灵活性及系统的可靠性，本系统采用了CAN总线多主通信方式。
通过消息优先级的合理安排，就报文标志符ID进行设置。
使得CAN总线能够实现多主通信的最终目标。
而“载波监控、多主掌控”通信模式的应用也可以保证多个节点在共同访问总线时能够产生竞争机制，继而提高整体的效率。
检测分站与数据传输接口通信速率为5kbit/s，最大传输距离为2km。
2024年矿压在线监测系统管理制度（二篇）
2024年矿压在线监测系统管理制度1、在线系统设备安装由生技科总体协调组织，厂家进行技术指导，施工单位施工，相关科室配合，共同完成。
各单位不得以任何借口推逶扯皮，推迟安装时间。
2、各工作面监测系统由各施工单位负责维护，包括增设传感器及电缆吊挂等，要求仪器、仪表干净整洁，吊挂标准。
3、生技科矿压组负责对顶板离层在线监测系统安装质量的检查，施工单位安装顶板离层仪传惑器时，必须小心细致，防止拉断离层仪钢丝绳。
4、掘进队组施工时要保证在线系统完好，巷道掘进完毕回撤工作面时，不得将在线系统电源拆除。
5、施工单位在发现系统设备运行不正常或有故障时，施工单位必须及时向生技科矿压组汇报。
6、系统井上部分由生技科矿压组负责维护，在系统发生故障时，由生技科联系厂家进行维修。
7、井下平台网由井下监控技术员负责维护，并提供充足的传输通道，确保传输线路通畅。
8、系统软件由厂家负责升级，确保软件为最新版本。
2024年矿压在线监测系统管理制度（二）第一章绪论1.1 背景和意义随着现代矿山开采活动的不断深入，矿压事故频发，给矿山生产和人员安全造成了严重威胁。
矿压在线监测系统是一种能够实时、准确获取矿山压力情况的技术手段，对于提高矿山安全生产水平具有重要意义。
为有效管理和操作矿压在线监测系统，制定本管理制度。
1.2 目标和原则本管理制度的目标是规范矿压在线监测系统的管理和操作，确保其稳定运行和可靠性，提高矿山生产安全水平。
遵循以下原则：（1）科学性：依据科学技术和现代管理经验，确保管理制度的科学性和实用性。
（2）全面性：覆盖矿压在线监测系统的各个环节和业务流程。
（3）规范性：明确各项管理要求和标准，确保各项操作的规范性和一致性。
（4）有效性：通过监督检查和评估，确保管理制度的有效实施和效果评估。
第二章系统组成和功能2.1 系统组成矿压在线监测系统由硬件设备、软件系统和网络平台组成。
硬件设备包括传感器、数据采集设备等；软件系统包括数据处理和分析软件等；网络平台用于数据传输和存储。
巷道顶板离层在线监测系统技术方案
XXX煤业有限公司XX巷道顶板离层在线监测系统技术方案目录一、项目背景 (3)1.1监测目的 (3)1.2整体方案 (3)1.3系统最大容量 (3)二、XXX矿XX巷道矿压监测系统（以上下顺槽各1000米长为例） (5)2.1顶板离层矿山压力监测系统详细配置 (5)2.1.1技术优势 (5)2.1.2 监测点布局 (5)2.1.3井上井下具有声光报警功能 (5)2.1.4数据永不丢失 (5)2.1.5分析软件 (6)2.1.6多功能性 (6)2.1.7数据通讯连接 (6)2.2主要技术指标 (9)三、矿压在线监测系统设备配置清单（1个工作面及上下顺槽各1000米监测配置）............................................................................... 错误!未定义书签。
四、附录............................................................................... 错误!未定义书签。
一、项目背景1.1监测目的为了有效实现一突三防治理，利用先进科学技术设备监测本矿综采工作面的顶板压力实时变化信息和巷道顶板离层位移变化量及锚杆/索受力情况，实现集团公司下达的安全生产、高产高效、和谐发展生产的任务指标，拟在XXX矿XX巷道安装矿山压力在线监测系统。
巷道监测采用绿色环保节电型技术设计，内置节能环保电池，不需要井下电源供电。
经过一段时间的监测，可得出岩体在采动影响下巷道顶板离层位移情况以及锚杆/索受力情况；监测顶板离层位移量是否超过顶板离层临界值。
为集团公司安全生产提供真实有效的科学技术保障。
1.2整体方案根据XXX煤矿XX巷道上下顺槽的顶板离层及锚杆锚索受力情况。
再通过井下以太网、光纤或电话线馈送至地面计算机，系统自动生成监测曲线和对应的数据表格，地面、井下具有实时报警、分析周期来压、支架工作质量、打印等功能。
矿压监测系统
矿压监测系统KJ616矿压监测系统矿山压力监测系统的应用领域和特点|矿压监测系统矿山压力监测系统主要用于实时、在线监测液压支架工作阻力、立柱伸缩量、超前支承压力、煤柱应力、锚杆（索）载荷、巷道变形量及人员定位和管理等。
系统打破传统的"定时采样模式"，首创新型采样模式，能够准确记录支架的降、移、升全过程。
长期进行矿压监测，还可以进一步揭示矿压显现规律，预测、预报顶板事故和顶板灾害及冲击地压。
系统特点：（1）采用开放的TCP/IP协议，支持CAN/RS485总线等多种信号接入，可扩展性强，可方便接入矿井各种子系统；（2）攻克了工作面连接电缆易断裂的难题，采用特殊保护结构加强电缆的抗拉性、抗剪性、抗扭性；（3）地面主机安装C/S架构软件，分析速度快；网络客户端安装B/S架构软件，直接通过IE浏览器查看数据，方便快捷，两者均可自动生成分析顶板来压步距及矿压报表；（4）井下断电后，系统可持续供电6小时；（5）多工作面、多巷道、多采区同时监测，互不干扰；（6）数据传输方便，电话线、矿用通讯电缆或以太环网均可传输；（7）完善的故障自诊断能力及远程控制功能。
相关标签：矿山压力监测系统,矿用顶板离层监测系统,矿井水文监测系统井下安全避险六大系统的应用瓦斯监控系统：对矿井瓦斯、一氧化碳、风速、温度、烟雾、粉尘、湿度等作业环境参数实时监测，实现风电闭锁与瓦斯电闭锁功能和洒水降尘能功能。
人员定位系统：监测或统计作业人员或需要监测物品的运动情况，例如区域、地点、时间，并实现定位功能，还可以实时调阅和查询。
压风自救系统：监测地面集中压风工作参数，遇有灾变时，能配合压风自救装置（呼吸面罩、减压阀、压力表、汽水分离器），实现供风自救。
供水施救系统：监测水源及主干水管管网压力、流量、水质等参数，以备应急。
通信联络系统：集调度电话通讯系统、无线通讯系统和IP广播通讯系统于一体。
能实现与避险硐室或救生舱内避险人员通讯。
采煤巷道支护质量与顶板动态监测数据收集、分析、处理制度
采煤巷道支护质量与顶板动态监测数据收集、分析、处理制度一、采煤巷道支护概述采煤巷道支护是矿山生产安全的紧要环节之一，支护质量直接影响着采煤巷道的安全稳定。
因此，对采煤巷道支护进行动态监测，适时发觉支护质量不合格适时进行处理，对提高矿山生产安全具有紧要意义。
二、顶板动态监测数据收集、分析、处理制度1. 数据收集（1）监测设备的布置：在采煤巷道设立监测点，选择合适的监测设备如位移传感器等，确保监测数据精准牢靠。
（2）数据采集：利用数据采集系统采集监测设备所监测到的位移等数据。
2. 数据分析（1）采纳数据分析软件对监测数据进行处理，得到位移变化图谱等数据。
（2）依据数据变化规律进行分析，发觉顶板支护质量异常情况。
3. 数据处理（1）当发觉顶板支护质量异常时，进行数据处理，实行整改措施，如加固支护等，确保采煤巷道的安全稳定。
（2）对采煤巷道支护的整改措施进行数据反馈，适时发觉问题并加以解决。
三、采煤巷道支护质量监测管理制度1. 定期检查（1）对采煤巷道的支护质量进行定期检查，发觉问题适时解决，确保采煤巷道的安全稳定。
（2）对巷道支护系统进行检查，适时发觉问题并加以解决。
2. 安全教育（1）对矿工进行安全学问的宣讲和教育，提高矿工的安全意识。
（2）培训矿工把握采煤巷道支护学问，提高矿工的操作技能。
3. 应急预案（1）订立应急预案，发生事故时能够快速实行措施，保证采煤巷道的安全。
（2）在预案中明确责任人，清楚分工，保证应急工作的高效进行。
四、结论采煤巷道支护质量与顶板动态监测数据收集、分析、处理制度是矿山生产安全中不可或缺的环节。
通过合理布置监测设备，适时收集和分析数据，并对数据进行处理，对发觉问题进行整改措施，在巷道支护的定期检查、安全教育、应急预案等方面进行管理，提高矿山生产安全水平，保证矿工生命财产安全。
采掘工作面支护质量检查顶板动态监测及分析制度
采掘工作面支护质量检查顶板动态监测及分析制度为进一步加强采掘工作面支护质量检查和顶板动态监测分析管理工作，保证采掘工作面顶板支护质量与安全，根据《山西省煤矿顶板安全管理规定》和《煤炭生产技术管理规定》的文件要求，制定我矿《采掘工作面支护质量检查、顶板动态监测及分析制度》。
一、管理机构组长：总工程师副组长：采煤副总工程师掘进副总工程师成员：生产技术部主任工程师、地质测量部主任工程师、调度室主任工程师、生产技术部矿压组成员、调度室各采煤、掘进、开拓队队长、技术员和其它相关工程及巷修队组队长、技术员。
二、部门职责划分（一）生产技术部：L生产技术部是矿压监测技术业务的管理机构，负责建立健全采掘工作面矿压监测管理制度及矿压监测业务指导和技术管理工作。
2.负责监测仪器配置管理，监督检查测站运行状态，分析监测数据的真实性、准确性与可靠性，提出分析处理意见。
3.负责矿压监测新设备、新产品的试验应用推广及矿压仪器仪表与物资的管理。
（二）地质测量部：L负责巷道顶板岩性取芯、窥视，并对岩性进行鉴定分析。
（三）调度室及生产队组：1.调度室主任工程师为采掘工作面矿压管理的第一责任人，全面负责采掘工作面矿压观测仪表、顶板离层仪的安装及数据观测、收集整理工作。
2.采、掘、开、巷修、回采准备队技术员为本队施工区域巷道矿压监测管理工作负责人，具体负责工作面支护质量监测。
包含顶板岩性探测，矿压观测站布站与仪器仪表的安装，及时采集、记录矿压监测数据，按要求报送各类矿压报表及分析，负责作业现场矿压管理，落实巷道维护和顶板管理措施的执行情况，并每月对所施工区域矿压监测情况进行分析总结，并形成分析报告，同时配合生产技术部对矿压仪器仪表设备管理工作。
3.采掘辅助队组技术员负责沿空留巷（墙）巷道的矿压监测管理；巷修队组技术员负责采煤工作面顺槽整巷期间矿压监测管理；采煤工作面安装期间两巷及工作面矿压监测管理。
三、采掘工作面支护质量检查、顶板动态监测内容（一）采煤工作面支护质量检查内容及观测频度1.工作面液压支架整体初撑力不低于额定值的80%,工作面液压支架初撑力整体达标率不得小于80%o单体液压支柱初撑力标准：柱径（I）IlOnlnI的不得小于140KN（15MPa）;柱径610OnIm 的不得小于90KN（12Mpa）o对于软岩条件下初撑力确实达不到要求的，在制定措施、满足安全的条件下，必须经矿总工程师审批。
智能化矿山安全监测与预警系统的设计与实现
智能化矿山安全监测与预警系统的设计与实现随着科技的发展，智能化矿山安全监测与预警系统在矿山行业中扮演着越来越重要的角色。
设计与实现一套可靠、高效的智能化矿山安全监测与预警系统，对于保障矿工的安全、提高矿山生产效益至关重要。
本文将重点讨论智能化矿山安全监测与预警系统的设计与实现。
一、需求分析首先，我们需要明确智能化矿山安全监测与预警系统的需求。
这包括但不限于以下方面：1. 实时监测：系统应能够实时监测矿井内的瓦斯浓度、温度、湿度、风速等指标，并及时反馈给操作人员，以便他们能够迅速采取相应的措施。
2. 预警功能：系统应能够根据矿井内的监测数据，提前预警有害气体泄漏、地震等突发事件，从而避免事故的发生。
3. 远程监控：系统应能够远程监控各个监测点的数据，以方便管理人员实时了解矿山的安全状况，并及时作出决策。
4. 数据分析与报表：系统应能够对监测数据进行分析，生成相关的报表，以协助管理人员做出科学合理的决策，提高矿山的生产效益。
二、系统设计与实现1. 硬件选择：在设计智能化矿山安全监测与预警系统时，我们首先需要选择适合的硬件设备。
这包括传感器、漏电检测器、温度探测器等。
传感器应具备高精度、低功耗的特点，并能够实现与系统的连接。
2. 数据采集与传输：系统应能够实现传感器数据的采集与传输。
采集端应能够将传感器所获取的数据准确无误地传输到后台服务器，以便进行后续的数据处理与分析。
3. 数据存储与处理：系统应能够将从传感器采集到的数据进行存储与处理。
这包括数据清洗、异常值排除、数据归一化等操作，以便后续的数据分析与建模。
4. 数据分析与建模：系统应能够对采集到的数据进行分析与建模，通过使用机器学习算法等技术，预测矿山发生事故的可能性。
同时，可结合历史数据，提高预警的准确性。
5. 预警与报警：基于数据分析与建模的结果，系统应能够做出及时的预警与报警。
可以通过声光报警器、短信通知等方式，将预警信息及时通知相关工作人员，并指导他们采取相应措施。
煤矿井下智能监测与预警系统
煤矿井下智能监测与预警系统随着煤炭工业的发展，煤矿井下的安全问题日益受到重视。
为了最大限度地确保矿工的生命安全以及矿井设施的完整性，煤矿井下智能监测与预警系统应运而生。
本文将重点介绍煤矿井下智能监测与预警系统的原理、功能以及对煤矿安全提升的重要意义。
一、煤矿井下智能监测与预警系统的原理煤矿井下智能监测与预警系统是一种通过集成传感器、数据采集设备和信息处理系统的先进技术，旨在实时监测矿井内的各项指标，并根据预设的安全标准进行数据分析和报警预警。
它可以对矿井内的温度、湿度、瓦斯浓度、风速等关键参数进行监测，及时发现异常情况并采取相应的措施。
二、煤矿井下智能监测与预警系统的功能1. 实时监测：煤矿井下智能监测与预警系统能够实时采集和监测矿井内的各项指标，包括瓦斯浓度、温度、湿度、风速等。
通过智能传感器的作用，系统能够准确地获取数据，并进行及时反馈。
2. 数据分析：通过收集大量的井下数据，并结合专业的数据分析算法，系统可以对矿井内的各项指标进行全面而准确的分析。
通过分析，系统能够判断出潜在的安全隐患，并提供预警信息，为安全生产提供决策依据。
3. 预警报警：当煤矿井下智能监测与预警系统发现异常情况时，例如瓦斯超标、温度异常上升等，系统将会发出及时的警报信号。
这样，矿工和管理人员可以迅速做出反应，采取必要的措施来保障矿工的生命安全。
4. 远程监控：煤矿井下智能监测与预警系统还可以实现远程监控，通过互联网等通信技术，对矿井内的数据进行实时监控和管理。
这样，即使工作人员不在矿井附近，也可以及时获取矿井内的情况并采取必要的措施。
三、煤矿井下智能监测与预警系统对煤矿安全的重要意义1. 提升煤矿安全：煤矿井下智能监测与预警系统可以实时监测各项指标，通过数据分析和预警报警，能够在事故发生前及时预警，避免事故的发生。
这对于提升煤矿安全水平具有至关重要的意义。
2. 降低事故发生率：通过煤矿井下智能监测与预警系统的使用，可以及时发现和处理矿井内的安全隐患，提前预警，减少事故的发生。
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1.5 目标
建立GCM系统： 针对深井高地应力动压巷道，以详细的工程地质力学
信息库（Geology）为基础，在强化围岩控制理论的指导 下，采用以高性能预拉力锚杆为核心的主动式控制技术 （Control），开展支护设计；并通过现代矿压数字化信息 监测（Monitor）实时反馈巷道支护状态，优化支护设计的 系统性巷道围岩控制方法。
电话（缆）线传输：将获取的信息以电信号传输； 光纤传输：井下防爆式数码解调仪及终端数据信息中心，结
合矿光缆传输系统； 无线传输：无线+ 宽带传输，是未来发展的趋势之一。
30
2.5 应用层
定义：在开放系统互连(OSI)模型中的最高层，为应用程序 提供服务以保证通信。由后台计算机和信息交互网络构成。
由温度变化带来的光纤光栅测力锚杆拉应力补偿可以忽略。
温度变化会引起光纤折射率的变化，同时也会引起栅距的变化，当 温度变化为△T时，将引起布Bragg波长λB产生移动△λ ，表示为：
/ B ( ) T
考虑应变与温度变化，所引起的波长移动△λ ：
/ B (1 Pe ) ( ) T
其中 ：Pe为有效光弹系数；α为光纤的热膨胀系数；ζ为光纤的热光系数
26
2.3 几种传感器
（4）光纤离层仪
围岩深部位移
传统
观测仪器：机械式多点位移计 原理：通过不同深度若干点相
对位置变化测量离层值
新型
观测仪器：光纤离层仪等 原理：声波探测、光信号测量、
钻孔窥视
多点位移计
光纤离层仪
钻孔窥视仪
27
2.3 几种传感器
（5）光纤气体检测仪
仪器：光纤气体检测仪
目的：采集数据处理、监测数据显示、数据挖掘处理、安全评估 等。
32
2.6 软件开发及研制
系统软件界面友好，操作简单，用户能方便地实时观察到巷道中
锚杆的受力情况。
● 实时显示功能 ● 采集数据保存功能
● 预警功能
● 局域网阅览功能
软件系统界面
33
3 煤巷应用案例
34
3.1 工程概况
煤矿数字化巷道矿压实时监测系统成功在淮南矿业集团朱集 煤矿1111（1）首采工作面运输顺槽现场实施。
分布测量。
7
1.4 巷道矿压数字化监测概念
应用现代高新技术手段感知变形、围岩应力、载荷等巷道 矿压和环境信息，引入现代传感和计算机处理技术，实现 巷道矿压信息的远程、实时、连续监测，从而对巷道支护 状态进行分析、评估和预警。
揭示规律，发展巷道围岩稳定性控制理论 持续创新，提供高能效的支护技术 信息反馈，优化支护方案和参数设计 实时预警，保障巷道顶板安全
传输：把受外界信号调制的光波传输到光探测器中进行 检测，并将外界信号从光波中提取出来。
12
2.2 光纤光栅监测系统
2）光纤传感器的基本原理：
光波在光纤中传播时，其特征参量（振动、相位、偏振 态和波长等）会随外界因素（如温度、压力、磁场、电场、 核辐射等）而改变，可用于多种物理量的监测，如应变、温 度、振动、位移、压力、声、流量、粘度、光强以及其它化 学、生物医学和电流、电压参量等。
1000 750 500 250 0
939
805
755
285 319
157
97 97
45 75
顶板 瓦斯 机电 运输 爆破
事故起数/起 死亡人数/人
166 47
水害
176 249 4 31 火灾 其他
5
1.2 监测技术现状
现有矿压监测技术不能满足煤矿生产安全要求。 监测内容：以位移为主，岩体应力、变形和载荷测试较少； 监测方式：以机械式为主；主要监测常规内容，精度低。
800 800 800 3000
800 800 800
巷道实照
2000
5000
巷道支护图
35
3.2 监测系统
。
井 下 光 纤 系 统
井 上 光 纤 系 统
36
3.3 监测结果
监测数据表明锚杆杆体拉应力分布在巷道围岩中表现为多样 性，其分布特征与围岩岩性、钻孔质量及锚固效果等有关系。
轴向拉应力分布曲线：增长型、降低型和波浪型。杆体内拉应 力分布曲线推断围岩体内杆体的弯曲方向。
24
2.3 几种传感器
（3）光纤压力计
棚式载荷监测
传统
观测仪器：钢弦压力盒 特点：人工采集数据，间断监
测，数据不能存储
新型
观测仪器：光栅光纤压力计 特点：实时采集数据，连续监
测并存储
钢弦压力盒
光纤光栅压力计
25
2.3 几种传感器
（4）光纤离层仪
矿用顶板离层传感器原理
当锚固点发生位移时，顶板离层传感器拉绳和弹簧 结构将位移量传递到悬臂梁上，引起悬臂梁应力变化。 悬臂梁上粘贴的光纤光栅感受到悬臂梁应力的变化，传 导到光栅上应力的变化改变光纤光栅反射波长值。
100
温度℃
原理：使用传温金属底板，使温度尽快传导到光纤光栅上，
光纤光栅反射波长随温度的变化呈线性对应关系。
18
2.3 几种传感器
（1）光纤温度传感器
矿用温度传感器应用
巷道火灾监测 电气设备温度监测 巷道环境温度监测
采空区温度监测 其他光栅传感器温度补偿数据
19
2.3 几种传感器
（2）光栅光纤测力锚杆
现场条件：顺槽长度约1800m，主采煤层为11-2煤，平均煤 厚为1.31m，煤层倾角2~3°，瓦斯含量1.60m～7.25m3/t， △p=6~10；突出综合指标k=9.52~17.86。
Ф210
Ф22-M24-2000锚杆
750 750 750 750 750 750
21
2.3 几种传感器
（2）光栅光纤测力锚杆
监测锚杆工作状态时杆体全长范围内的应变（张力）及 锚杆应力分布等数据。
22
2.3 几种传感器
（3）光纤压力计
传统
观测仪器：机械式液压表 原理：通过测定液压枕在
受压状态下的油压计算得 到托锚力
新型
观测仪器：无线传输载荷压力计、 光纤压力计
原理：将压力传感器或光纤光栅 受压信号转变为电信号，对载荷 连续监测并存储
机械式液压表
无线传输载荷压力计
光纤光栅压力计
23
2.3 几种传感器 锚杆索受力-托锚力
（3）光纤压力计
矿使用一个承压环来变送外 界压力。当作用在承压环上的外 界压力变化时，压力通过弹簧管 和拉绳结构将压力量传递到悬臂 梁上，引起悬臂梁应力变化。悬 臂梁上粘贴的光纤光栅感受到悬 臂梁应力的变化，传导到光栅上 应力的变化改变光纤光栅反射波 长值。
1544.6 1544.4 1544.2 1544.0 1543.8 1543.6 1543.4 1543.2 1543.0
-60
y = 0.00001173 x2 + 0.00896398 x + 1543.59488476 R2 = 0.99999104
光纤温度传感器
-40
-20
0
20
40
60
80
隔爆型光纤光栅信号处理器
29
2.4 系统网络层
功能：将感知层中所获取的信息，集中汇总到井上的控制中心 ，经过处理获得传感器所测量到的井巷围岩变形动态数据，实 现采集数据处理、监测数据显示、系统控制管理与维护。汇总 分析后留待应用层的访问。
传输方式
采集器收集：将感知层获取的信息由采集器进行收集，暂时 存储，根据采集方式的不同又分为有线和无线传输两种；
16
2.2 光纤光栅监测系统
井上、井下组成
井上 井下
数据接收计算机 光纤收发器
光栅信号处理器
……
温
顶
顶
测
度
板
板
力
传
压
离
锚
感
力
层
杆
器
传
传
传
感
感
感
器
器
器
矿
渗
瓦
振
压
斯
传
传
传
感
感
感
器
器
器
17
2.3 几种传感器
（1）光纤温度传感器
用于煤矿巷道、煤层环境温度及设备温度监测，预警 煤矿温度方面的灾害隐患。
波长nm
巷道矿压 数字化监测及顶板实时预警系统
张农
中国矿业大学
2113年1月13日
1
汇报提纲 提 纲
一、工程技术背景 二、监测系统架构 三、煤巷应用案例 四、技术发展趋势
2
1 工程技术背景
3
1.1 工程背景
煤矿科技快速发展，已经形成了一大批标志性的安全
高效技术，从采矿方法看实现了三次技术革命。
综合机械化开采技术 煤巷树脂锚杆支护技术 无煤柱煤与瓦斯共采技术
neff
为Bragg波长 为有效纤芯的折射率
为Bragg传感器光栅的栅距
14
2.2 光纤光栅监测系统
3）FBG传感器工作原理
当光栅所在处的光纤产生轴向应变ε时，栅距Λ变为 Λ’：
(1 )
此时Bragg波长λB产生相应的变化△λ，它满足：
/ B
(1 P ) e
目前已研制成功百余种光纤传感器。
13
2.2 光纤光栅监测系统
3）FBG传感器工作原理
输入光信号
反射光信号
入射光谱
透射光谱1
FBG传感器 1 反射光谱1
FBG传感器2 反射光谱2
FBG传感器 3
输出光信号
反射光谱 3