[发明专利]以锚杆为传感媒介的光纤光栅传感矿山安全监测系统

说明书

本发明公开了一种以锚杆为传感媒介的光纤光栅传感矿山安全监测系统，包括外锚杆和内锚杆，内锚杆可转动安装在外锚杆内，且内锚杆的直径略小于外锚杆的直径，内锚杆上沿圆周方向设有若干传感器安装槽，每个传感器安装槽内均通过电动伸缩杆安装有一光纤光栅传感器，电动伸缩杆外套接有弹簧，弹簧一端与传感器安装槽的内底面相抵，另一端与光纤光栅传感器的底面相抵，外锚杆上沿竖直方向开设有若干与光纤光栅传感器相配合的检测孔；外锚杆上端安装有一底座，底座上端内嵌安装有一电机，电机的转轴端与内锚杆的上顶面相连。本发明具有精度高、抗干扰能力强、自动化集成度高、便于布设安装、操作简单、可进行远程监测和长期监测等优点。

技术领域

本发明涉及矿山安全监测系统，具体涉及一种以锚杆为传感媒介的光纤光栅传感矿山安全监测系统。

背景技术

矿山行业是其他工业行业发展的基础，因此，矿山生产对社会进步和国民经济的发挥着相当重要的作用。国内外主要的安全监测或预警的技术途径和方法发现各种方法对具有某一专门用途的仪器或设备依赖性很强，基本上属于传统的安全监测技术手段。一般存在这样的不足：监测的效率不高，仅适用于局部小范围安全监测；数据传输的可靠性和抗干扰性不强，特别是在地下矿山这样一个自然条件极其恶劣(极度潮湿、粉尘浓度大和动力电源不稳等)和工况复杂(爆破、开采作业和车辆行驶等多种因素引起的环境振动交互影响)的环境下；监测系统的自动化集成度不高，无法满足连续性和远距离监测的要求。为此，急需一种精度高、误差小、成本低、耐久性高、寿命长，能进行远程监测长期监测的监测技术来弥补这些缺陷，提高矿山的安全性，保障矿山的安全生产。

现有检测系统所检测到的数据都是静态的，无法实现矿山基本情况发展预测以及这些数据会带来的安全隐患预测，一旦问题发生，便会带来巨大的损失。同时，现有的建筑施工监测数据均通过有线网或者GPRS、3G等无线方式传输，大大提高了整个系统架设所需要的成本和时间，同时一旦信号较差便会造成数据传输的失败，使得监控缺乏连续性，从而使得整个监测过程的精确度大大降低。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种以锚杆为传感媒介的光纤光栅传感矿山安全监测系统，以可回收式锚杆为传感媒介，将锚杆打入岩石当中，用封装于内锚杆上的传感器监测岩石的应变情况及爆破振动数据，通过对数据进行分析，对矿山进行安全监测，在使用的过程中可以通过电机以及电动伸缩杆的配合使用实现传感器种类的更换以及传感器位置的调整，通过北斗短报文通讯技术进行数据的传输，无需架设通讯线路，使用方便，能全方位的对矿山基本情况进行实时的检测，从而得出矿山基本情况的多种评估结果，检测结果精确度高，且可以通过矿山三维模型的构建，对矿山的后续情况进行了预测和仿真分析，可以及时发现安全问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

以锚杆为传感媒介的光纤光栅传感矿山安全监测系统，包括外锚杆和内锚杆，所述内锚杆可转动安装在外锚杆内，且内锚杆的直径略小于外锚杆的直径，所述内锚杆上沿圆周方向设有若干传感器安装槽，每个传感器安装槽内均通过电动伸缩杆安装有一光纤光栅传感器，所述电动伸缩杆外套接有弹簧，弹簧一端与传感器安装槽的内底面相抵，另一端与光纤光栅传感器的底面相抵，所述外锚杆上沿竖直方向开设有若干与所述光纤光栅传感器相配合的检测孔；所述外锚杆上端安装有一底座，所述底座上端内嵌安装有一电机，电机的转轴端与内锚杆的上顶面相连，还包括

人机操作模块，用于用户登录，还用于输入各种控制命令和待储存数据；

远程控制器，用于接收各光纤光栅传感器所发送的数据，并将这些数据用其对应的北斗信息进行标记后发送到数据库进行储存，将完成标记的数据发送到预测分析模块和专家评估模块；还用于将完成标记的数据转换成三维模拟仿真分析模块所能识别的数据格式发送到三维模拟仿真分析模块；用于根据人机操作模块输入的数据在数据库内调用相应的数据发送到显示屏进行显示；用于接收人机操作模块输入的控制命令，并按照预设的算法将其发送到指定的模块；