導(dǎo)語：光纖頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)是基于光學(xué)原理，采用國(guó)際領(lǐng)先的光纖傳感技術(shù)，實(shí)現(xiàn)頂板離層、錨桿（索）應(yīng)力、煤巖層應(yīng)力的多參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。本期轉(zhuǎn)化果平臺(tái)推薦的《礦用光纖頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)》，該系統(tǒng)涉及的礦用光纖傳感器提供一種現(xiàn)場(chǎng)安裝方便、現(xiàn)場(chǎng)可視化、無源監(jiān)測(cè)、測(cè)量精度高、量程范圍大、本質(zhì)安全，特別適合在易燃易爆、高溫、高壓、潮濕、強(qiáng)電磁場(chǎng)、腐蝕性等極端條件下的測(cè)量，并能實(shí)時(shí)本地顯示及遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控預(yù)警預(yù)報(bào)。
一、概述
礦用光纖頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)是基于光學(xué)原理，采用國(guó)際領(lǐng)先的光纖傳感技術(shù)，實(shí)現(xiàn)頂板離層、錨桿（索）應(yīng)力、煤巖層應(yīng)力的多參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；光纖傳感器以光波為載體，以光纖為媒質(zhì)，感知和傳輸外界被測(cè)量信號(hào)，具有不帶電、體積小、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、在線傳輸、多參數(shù)、大容量、抗干擾、本質(zhì)安全等特點(diǎn)，便于及時(shí)掌握和綜合分析頂板動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，防治頂板事故；同時(shí)為合理確定支護(hù)參數(shù)，解決支護(hù)不足或過度支護(hù)問題提供數(shù)據(jù)分析依據(jù)，提高煤礦頂板管理及智能化建設(shè)水平。
（一）系統(tǒng)特點(diǎn)
1.本質(zhì)安全，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)不需供電，不受外界電磁場(chǎng)干擾，長(zhǎng)期漂移小；
2.一臺(tái)主機(jī)可同時(shí)監(jiān)測(cè)頂板離層、錨桿（索）應(yīng)力及鉆孔壓力，復(fù)用能力強(qiáng)；
3.準(zhǔn)確判斷頂板離層位移量、錨桿（索）的受力情況及巷幫壓力；
4.實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)頂板、錨桿（索）及圍巖受力變形，通過完整的數(shù)據(jù)分析，一方面實(shí)時(shí)把控頂板變化動(dòng)態(tài)，預(yù)防頂板事故；另一方面可以通過數(shù)據(jù)分析，準(zhǔn)確把握頂板離層位置，為合理支護(hù)參數(shù)，降低支護(hù)成本，提供數(shù)據(jù)依據(jù)。
（二）光纖頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)比
系統(tǒng)構(gòu)架圖
（三）技術(shù)指標(biāo)
1.系統(tǒng)主機(jī)技術(shù)指標(biāo)
2.光纖傳感器技術(shù)指標(biāo)
（四）系統(tǒng)功能
1.顯示功能：滿足多種類型圖表、系統(tǒng)圖、曲線圖、柱狀圖等現(xiàn)實(shí)要求。
2.分析功能：滿足歷史趨勢(shì)顯示，對(duì)未來趨勢(shì)進(jìn)行評(píng)估，提供檢修參考信息。
3.報(bào)警功能：可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定不同地點(diǎn)的頂板參數(shù)預(yù)警值、報(bào)警級(jí)別及地理位置名稱；系統(tǒng)可設(shè)置聲音報(bào)警功能。
4.打印功能：具備各種報(bào)表的打印功能。
5.上傳功能：滿足實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上傳，輕松實(shí)現(xiàn)無人值守。
6.自診斷功能：系統(tǒng)中某一個(gè)傳感器出現(xiàn)故障，能夠通過軟件甄別出故障傳感器。
7.表格定制：滿足用戶可定制各種表格：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)表、歷史數(shù)據(jù)及統(tǒng)計(jì)報(bào)表、報(bào)警一覽表等。
8.查詢功能：滿足在系統(tǒng)圖上直接查詢?cè)O(shè)備信息、運(yùn)行歷史數(shù)據(jù)等。
（五）應(yīng)用案例
目前該技術(shù)已在山東、河北、山西、黑龍江、安徽等有關(guān)單位推廣使用。
二、礦用隔爆兼本安型光纖頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)主機(jī)
礦用隔爆兼本安型光纖頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)主機(jī)是一種更適合煤礦安全生產(chǎn)需求的頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)主機(jī)，該主機(jī)可接入礦用頂板離層、錨桿（索）載荷、煤巖層應(yīng)力、振動(dòng)、液位、壓力等光纖傳感器，其現(xiàn)場(chǎng)安裝方便、現(xiàn)場(chǎng)可視、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、測(cè)量精度高、量程范圍大、隔爆兼本質(zhì)安全，并能實(shí)時(shí)本地顯示及遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與預(yù)警。礦用隔爆兼本安型光纖頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)主機(jī)提供兼容礦井大部分電源從127V、660V、1140V,無需考慮接電難問題。系統(tǒng)單臺(tái)主機(jī)設(shè)計(jì)容量大，物理通道數(shù)不少于36個(gè)，一臺(tái)主機(jī)可同時(shí)連接各類光纖傳感器180支以上，更適合在煤礦頂板動(dòng)力災(zāi)害監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用及推廣。
1.產(chǎn)品特點(diǎn)
◆人性化的設(shè)計(jì)，主機(jī)采用高端大氣液晶屏顯示；
◆主機(jī)容量大，不少于36個(gè)通道；
◆支持不同物理量、多參數(shù)光纖傳感器的連接；
◆響應(yīng)時(shí)間快、穩(wěn)定性好、兼容性及帶載能力強(qiáng)；
◆具有工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)化通訊協(xié)議MODBUS/TCP協(xié)議；
◆實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程控制；
◆具有自診斷、自修復(fù)功能，自動(dòng)識(shí)別傳感器的工作狀態(tài)；
◆支持趨勢(shì)報(bào)警、定制報(bào)警、異常報(bào)警等多種報(bào)警方式；
◆申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利：一種礦用隔爆兼本安型光纖頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)裝置。
2.主要技術(shù)參數(shù)
三、多參數(shù)光纖光柵解調(diào)主機(jī)
光纖光柵多參數(shù)光纖光柵解調(diào)主機(jī)是我公司研發(fā)的新一代光纖光柵解調(diào)儀，適應(yīng)于各種惡劣環(huán)境下的溫度、位移、壓力、應(yīng)力、應(yīng)變等參數(shù)的測(cè)量。主機(jī)采用快速可調(diào)諧激光技術(shù)，用光信號(hào)進(jìn)行測(cè)量和傳輸，實(shí)現(xiàn)了測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)的無源檢測(cè)。輸出光功率低于10mw，光纖傳感器不帶電，封裝滿足阻燃抗靜電，本質(zhì)安全。特別適用于非煤礦山、石油化工、高壓電力、危險(xiǎn)品倉(cāng)庫等易燃、易爆、強(qiáng)電磁干擾的環(huán)境。具有測(cè)量準(zhǔn)確、安裝方便、穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。
1.技術(shù)特點(diǎn)
◆能夠?qū)崟r(shí)顯示光譜信號(hào)圖；
◆能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)顯示壓力、溫度、液位、應(yīng)力、應(yīng)變等參數(shù)；
◆能夠顯示壓力、溫度、液位、應(yīng)力、應(yīng)變等參數(shù)的歷史數(shù)據(jù)及溫、壓差變化趨勢(shì)；
◆基于定值、趨勢(shì)等報(bào)警功能。
2.技術(shù)指標(biāo)
四、礦用光纖頂板離層傳感器
礦用光纖頂板離層傳感器是我公司獨(dú)立自主研發(fā)的一種新型的光纖位移傳感器。當(dāng)頂板發(fā)生位移時(shí)，傳感器內(nèi)部光纖光柵波長(zhǎng)隨之發(fā)生變化，通過解調(diào)分析光柵波長(zhǎng)的變化可以得到頂板的離層量，解決了現(xiàn)場(chǎng)防塵、防水、抗電磁干擾等問題。光纖頂板離層傳感器可實(shí)現(xiàn)就地?zé)o源顯示，同時(shí)可通過監(jiān)測(cè)主機(jī)實(shí)時(shí)在線顯示當(dāng)前頂板離層量。
1.應(yīng)用場(chǎng)景
本產(chǎn)品基于光纖光柵技術(shù)開發(fā)，無源本安，可適應(yīng)用于具有爆炸性氣體（甲烷）和煤塵的礦井中，作為煤礦井下各類巷道、工作面和其它礦山、隧道等需要安裝使用的地點(diǎn)進(jìn)行煤礦巷道頂板離層量變化的監(jiān)測(cè)。
2.技術(shù)指標(biāo)
五、礦用光纖錨桿（索）應(yīng)力傳感器
礦用光纖錨桿（索）應(yīng)力傳感器主要用于煤礦井下錨桿（索）軸向應(yīng)力監(jiān)測(cè)，測(cè)量因采動(dòng)影響錨桿（索）應(yīng)力的變化，是研究采場(chǎng)動(dòng)壓作用規(guī)律的重要手段。可用于采場(chǎng)沖擊低壓初期預(yù)測(cè)和趨勢(shì)分析。傳感器為無源本質(zhì)安全型產(chǎn)品，本產(chǎn)品具有現(xiàn)場(chǎng)可視化、體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、無需供電、便于安裝和使用等特點(diǎn)。
1.應(yīng)用場(chǎng)景
本產(chǎn)品基于光纖光柵技術(shù)開發(fā)，無源本安，可適應(yīng)用于具有爆炸性氣體（甲烷）和煤塵的礦井中，作為煤礦井下各類巷道、工作面煤柱和其它礦山、隧道等需要安裝使用的地點(diǎn)進(jìn)行煤礦巷道頂板及兩幫巖體應(yīng)力變化量的監(jiān)測(cè)。
2.技術(shù)指標(biāo)
六、礦用光纖鉆孔應(yīng)力傳感器
礦用光纖鉆孔應(yīng)力傳感器（以下簡(jiǎn)稱鉆孔應(yīng)力）主要用于測(cè)量煤礦井下工作面預(yù)留煤柱、煤體內(nèi)部、巖體承載應(yīng)力的變化量的監(jiān)測(cè)。傳感器為無源本質(zhì)安全型產(chǎn)品，本產(chǎn)品具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、無需供電、便于安裝和使用等特點(diǎn)。
1.應(yīng)用場(chǎng)景
本產(chǎn)品基于光纖光柵技術(shù)開發(fā)，無源本安，可適應(yīng)用于具有爆炸性氣體（甲烷）和煤塵的礦井中，作為煤礦井下各類巷道、工作面煤柱和其它礦山、隧道等炫耀安裝使用的地點(diǎn)進(jìn)行煤礦巷道頂板及兩幫巖體應(yīng)力變化量的監(jiān)測(cè)。
2.技術(shù)指標(biāo)
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