分布式光纤煤矿安全监测

散布式光纤煤矿平安监测

一、计划配景

我国煤炭储量丰硕，探明煤炭储量跨越 1.5万亿吨，位居天下前列。2022年我国能源花费总量是54.1亿吨尺度煤，此中煤炭花费量占能源花费总量的56.2%，2022年我国煤炭产量为44.96亿吨，是天下上产煤量最年夜的国度。

然而煤炭资本的开采也激发了一系列问题，如采动引起的覆岩破坏变形可能导致支撑体系失稳，对采矿工人的性命平安造成威逼；采空区上方覆岩的变形会造成地表的沉降变形，对采煤地域的情况造成发生重年夜影响，影响土地资本的应用；煤层采动覆岩变形可能导致聚积体滑塌，导致排水体系壅闭或遭到破坏；此外，煤层采动覆岩变形可能使瓦斯逸出管道断开，终极造成瓦斯爆炸事故，对职员造成危害。为了削减这些风险，必要对煤层采动覆岩变形进行连续监测，并实时采取有用步伐。散布式光纤传感技术具备可长间隔监测、抗电磁滋扰、耐腐蚀、高敏锐度、安装便利等长处，可以周全实现煤矿平安监测，为瓦斯管理、矿压防治、离层水害防治等提供保障。

跟着煤炭工业的赓续成长，煤炭开采的规模也逐渐向纵深处成长，竖井井工的开采方式逐渐成为煤矿开采的紧张方式，煤矿井筒属于深长型永远型布局，其经久性要求较高，同时因为地下水、地应力和有害化学物资等情况因素的影响，会导致井壁呈现开裂受损等征象，进而对井壁布局承载力发生威逼，乃至可能导致立井布局直接呈现失稳、坍塌等严重灾害事故，严重威逼井下事情职员的性命平安，是以对井筒变形及时监测，对保障煤矿平安临盆具有紧张意义。

二、计划概述

1）采动覆岩散布式光纤监测

应用散布式光纤传感技术可以在煤矿采区内实实际时持续监测，为使应变传感光缆与覆岩更好地耦合，依据现实勘探的环境，在未开采的煤层上方围岩处垂直向下打一钻孔，采纳钻孔埋入法将光缆绑在PVC管上植入钻孔中，在与通讯光缆、法兰衔接后，引至年夜巷，采纳精度更高的BOTDA模式，将光缆两头均接入散布式光纤解调仪，跟着事情面的推动，开采事情逐渐接近监测孔时，采区的影响圈也逐渐接近监测孔，应变传感光缆可以精准感知到在此进程中覆岩体的变形，并经由过程散布式光纤解调仪将数据展示给用户。依据传感光缆的拉应变散布及应变量的年夜小可以阐发围岩松动圈的规模，依据其应变状况及其变化，再联合地层的散布特性，可以阐发出地层变外形态并可以或许对采动进程中的离层变形进行监测和阐发。依据监测及阐发所获得的数据，用户可以针对性的优化改良采煤和支护步伐，同时实时解救采动带来的平安风险。

2）煤矿井筒散布式光纤监测

起先，研讨职员对煤矿井筒的变形监测主要是经由过程布设光纤光栅传感器的方式，取得了必定的研讨结果，然则因为光纤光栅传感器属于准散布式的传感器，固然比传统点式传感器的后果有所改善，然则在井筒长间隔、年夜规模的监测上风不年夜。我司的散布式光纤监测计划在年夜规模、长间隔的监测中上风显著，经由过程在井壁竖向和环向布设应变传感光缆，可以及时监测井壁应力变形环境，监测数据及时传输到监测站中的散布式光纤解调仪中，可以赞助用户实时发现平安风险，使得采煤功课加倍平安靠得住。

三、监测计划示意图

采动覆岩散布式光纤监测办法示意图

井筒变形监测散布式光纤布设示意图

四、计划功效特色

1）耐水性、电绝缘好、耐腐蚀，抗电磁滋扰；

2）通讯容量年夜、速率快、敏锐度高，可远距丈量；

3）散布式光纤解调仪的监测间隔长，跨越60km，可以依据用户的需求进行选择，设定的空间分辩率在整个间隔规模内坚持不变，光学预算高，光纤安装余地年夜；

4）监测体系持续有用性高，可提供年夜坝完备性伤害的及时信息；

5）专有的监测软件确保对检测到的变乱进行智能阐发，树立有用的通讯预警，并最小化误报。

五、主要监测装备

1）长间隔散布式光纤解调仪DITEST

2）应变传感光缆SMC