一種基于光纖的礦用在線測(cè)壓裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于光纖的礦用在線測(cè)壓裝置，包括依次連接的地面瓦斯監(jiān)控主機(jī)、井下工業(yè)環(huán)網(wǎng)，連接在井下工業(yè)環(huán)網(wǎng)上的若干基站交換機(jī)，與基站交換機(jī)連接的光纖光柵解調(diào)儀，通過傳輸光纜連接在光纖光柵解調(diào)儀上的若干光纖光柵滲壓計(jì)，光纖光柵滲壓計(jì)將測(cè)定的瓦斯壓力信號(hào)傳送至光纖光柵解調(diào)儀進(jìn)行解調(diào)，而后通過基站交換機(jī)、井下工業(yè)環(huán)網(wǎng)傳送至地面瓦斯監(jiān)控主機(jī)，對(duì)煤層瓦斯壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)監(jiān)控。本發(fā)明具有不帶電、本質(zhì)安全、可靠性高，無其它氣體交叉影響、不受電磁干擾、耐高溫、耐腐蝕、體積小、靈敏度高和長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，在地面監(jiān)控主機(jī)上進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、存儲(chǔ)與顯示，操作簡(jiǎn)單，響應(yīng)速度快，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可導(dǎo)出，為瓦斯參數(shù)測(cè)定提供支持。
【專利說明】
一種基于光纖的礦用在線測(cè)壓裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種在線測(cè)壓裝置，尤其涉及一種基于光纖的礦用在線測(cè)壓裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]煤層瓦斯壓力是研究煤層瓦斯流動(dòng)和涌出的基本參數(shù)，也是煤與瓦斯突出的動(dòng)力之一。煤層瓦斯壓力的大小決定了煤層瓦斯含量的多少、瓦斯流動(dòng)動(dòng)力的高低以及瓦斯動(dòng)力現(xiàn)象的瓦斯?jié)撃艽笮?。?zhǔn)確測(cè)定瓦斯壓力對(duì)礦井有效而合理地制定防治瓦斯的措施，預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性，合理制定防突措施等均具有十分重要的意義。
[0003]現(xiàn)有的測(cè)壓技術(shù)一般利用瓦斯壓力測(cè)定套件進(jìn)行鉆孔封孔，安裝壓力表進(jìn)行人工讀取，然后把參數(shù)上傳至煤礦系統(tǒng)，系統(tǒng)集成化程度不高，測(cè)量誤差大，數(shù)據(jù)更新周期長(zhǎng)，人工成本高，企業(yè)經(jīng)營(yíng)負(fù)擔(dān)重。而且，由于實(shí)時(shí)、并行和自動(dòng)化監(jiān)測(cè)程度不高，缺少長(zhǎng)距離的監(jiān)測(cè)技術(shù)，人工讀取誤差大，數(shù)據(jù)讀取更新周期長(zhǎng)，導(dǎo)致瓦斯治理效果并不理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于解決當(dāng)前技術(shù)中存在的問題，提供一種基于光纖的礦用在線測(cè)壓裝置。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)手段是:一種基于光纖的礦用在線測(cè)壓裝置，包括依次連接的地面瓦斯監(jiān)控主機(jī)、井下工業(yè)環(huán)網(wǎng)，連接在井下工業(yè)環(huán)網(wǎng)上的若干基站交換機(jī)，與基站交換機(jī)連接的光纖光柵解調(diào)儀，通過傳輸光纜連接在光纖光柵解調(diào)儀上的若干光纖光柵滲壓計(jì)，光纖光柵滲壓計(jì)將測(cè)定的瓦斯壓力信號(hào)傳送至光纖光柵解調(diào)儀進(jìn)行解調(diào)，而后通過基站交換機(jī)、井下工業(yè)環(huán)網(wǎng)傳送至地面瓦斯監(jiān)控主機(jī)，對(duì)煤層瓦斯壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)監(jiān)控。
[0006]進(jìn)一步的，所述地面瓦斯監(jiān)控主機(jī)對(duì)井下工業(yè)環(huán)網(wǎng)上報(bào)的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、存儲(chǔ)、顯示，并提供數(shù)據(jù)導(dǎo)出。
[0007]進(jìn)一步的，所述光纖光柵滲壓計(jì)的安裝方法是:打測(cè)壓孔，而后插入測(cè)壓管，測(cè)壓管頭上安裝篩管，注漿封孔，封孔需在孔底部留出測(cè)壓室，篩管位于測(cè)壓室內(nèi)，孔前端以封孔液封孔，光纖光柵滲壓計(jì)安裝在測(cè)壓管中。
[0008]更進(jìn)一步的，所述測(cè)壓孔深入煤層中，測(cè)壓室位于煤層中，封孔長(zhǎng)度不低于20m，封孔液封口長(zhǎng)度3m。
[0009]更進(jìn)一步的，所述注漿封孔采用注漿栗、注漿管和水泥砂漿注漿封孔。
[0010]進(jìn)一步的，所述光纖光柵解調(diào)儀通過傳輸光纜將位于其下所連接的光纖光柵滲壓計(jì)串聯(lián)在一起。
[0011]更進(jìn)一步的，所述光纖光柵滲壓計(jì)量程O?1000kPa;光纖光柵解調(diào)儀解調(diào)波長(zhǎng)范圍1525?1565nm。
[0012]本發(fā)明的有益效果在于:采用光信號(hào)傳輸，具有不帶電、本質(zhì)安全、可靠性高，無其它氣體交叉影響、不受電磁干擾、耐高溫、耐腐蝕、體積小、靈敏度高和長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，符合煤礦井下安全要求，從源頭杜絕安全隱患;通過傳輸光纜傳輸光信號(hào)，光纖光柵解調(diào)儀對(duì)滲壓計(jì)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，每個(gè)通道可同時(shí)串聯(lián)多個(gè)滲壓計(jì)，接入井下工業(yè)環(huán)網(wǎng)，傳輸至地面監(jiān)控主機(jī)，實(shí)現(xiàn)了快速有效地對(duì)煤層瓦斯壓力實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)監(jiān)控;采用光纖光柵滲壓計(jì)，量程大，尺寸小，耐腐蝕，長(zhǎng)期穩(wěn)定性好;光纖光柵解調(diào)儀精確采集光纖光柵滲壓計(jì)的數(shù)據(jù)，并在地面瓦斯監(jiān)控主機(jī)上進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、存儲(chǔ)與顯示，操作簡(jiǎn)單，響應(yīng)速度快，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可導(dǎo)出，為瓦斯參數(shù)測(cè)定提供參數(shù)支持。
【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的闡述。
[0014]圖1:本發(fā)明的結(jié)構(gòu)不意圖；
圖2:本發(fā)明光纖光柵滲壓計(jì)的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖1所示，一種基于光纖的礦用在線測(cè)壓裝置，包括依次連接的地面瓦斯監(jiān)控主機(jī)、井下工業(yè)環(huán)網(wǎng)，連接在井下工業(yè)環(huán)網(wǎng)上的若干基站交換機(jī)，與基站交換劑連接的光纖光柵解調(diào)儀，通過傳輸光纜連接在光纖光柵解調(diào)儀上的若干光纖光柵滲壓計(jì)，光纖光柵滲壓計(jì)將測(cè)定的瓦斯壓力信號(hào)傳送至光纖光柵解調(diào)儀進(jìn)行解調(diào)，而后通過基站交換機(jī)、井下工業(yè)環(huán)網(wǎng)傳送至地面瓦斯監(jiān)控主機(jī)對(duì)煤層瓦斯壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)監(jiān)控。
[0016]所述地面瓦斯監(jiān)控主機(jī)對(duì)井下工業(yè)環(huán)網(wǎng)上報(bào)的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、存儲(chǔ)、顯示，并提供數(shù)據(jù)導(dǎo)出，從而實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，可同時(shí)顯示多個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及相關(guān)位置等參數(shù)。
[0017]如圖2所示，所述光纖光柵滲壓計(jì)的安裝方法是:打測(cè)壓孔，而后插入測(cè)壓管，測(cè)壓管頭上安裝篩管，注漿封孔，封孔需在孔底部留出測(cè)壓室，篩管位于測(cè)壓室內(nèi)，孔前端以封孔液封孔，光纖光柵滲壓計(jì)安裝在測(cè)壓管中，與測(cè)壓管后端預(yù)留壓頭螺帽相連。
[0018]
所述測(cè)壓孔深入煤層中，測(cè)壓室位于煤層中，封孔長(zhǎng)度不低于20m，鉆孔封孔長(zhǎng)度為距見煤點(diǎn)100cm，封孔液封口長(zhǎng)度3m。測(cè)壓管前端位于測(cè)壓室內(nèi)才能測(cè)壓，而測(cè)壓室為鉆孔封孔前端預(yù)留空間。
[0019]所述注漿封孔采用注漿栗、注漿管和水泥砂漿注漿封孔。
[0020]所述光纖光柵解調(diào)儀通過傳輸光纜將位于其下所連接的光纖光柵滲壓計(jì)串聯(lián)在一起。光纖光柵解調(diào)儀解調(diào)波長(zhǎng)范圍1525?1565nm，通道數(shù)4，波長(zhǎng)分辨率為lpm，解調(diào)速率為IHz，光學(xué)接口類型FC/APC，通信接口為USB、RS232/以太網(wǎng)，工作溫度-10?50 °C，工作濕度O?80%(無結(jié)露)。
[0021]所述光纖光柵滲壓計(jì)量程O?1000kPa;光纖光柵解調(diào)儀解調(diào)波長(zhǎng)范圍1525?1565nm。光纖光柵滲壓計(jì)量程O?1000kPa，分辨精度為1%qF.S.，光柵中心波長(zhǎng)1510-1590nm，反射率多90%，連接方式為熔接或FC/APC插接，安裝方式為螺紋對(duì)接測(cè)壓管。
[0022]光纖光柵解調(diào)儀每個(gè)通道可串聯(lián)多個(gè)傳感器，通過傳輸光纜將光纖光柵滲壓計(jì)串聯(lián)在一起，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)分布式監(jiān)測(cè)。跟據(jù)測(cè)壓鉆孔參數(shù)，制定封孔預(yù)案，同時(shí)封孔所需材料設(shè)備為氣動(dòng)注漿栗、礦用封孔器、測(cè)壓套件和封孔材料，跟進(jìn)封孔流程進(jìn)行注漿封孔施工，完成鉆孔封孔。
[0023]本發(fā)明的光纖光柵滲壓計(jì)采用高壓型，適用于高地下空隙水壓力、油氣壓力及瓦斯壓力測(cè)定，具有大量程，尺寸小巧，耐腐蝕，長(zhǎng)期穩(wěn)定性好，本質(zhì)安全等諸多優(yōu)點(diǎn)；通過傳輸光纜進(jìn)行傳輸光信號(hào);光纖光柵解調(diào)儀對(duì)滲壓計(jì)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，同時(shí)解調(diào)儀每個(gè)通道可串聯(lián)多個(gè)傳感器，通過地面瓦斯監(jiān)控主機(jī)快速有效地對(duì)煤層瓦斯壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)監(jiān)控。利用光纖傳感技術(shù)，使用光導(dǎo)纖維作為傳感器件或信號(hào)傳輸媒介，具有不帶電、本質(zhì)安全、可靠性高，無其它氣體交叉影響、不受電磁干擾、耐高溫、耐腐蝕、體積小、靈敏度高和長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，通過光纖光柵解調(diào)儀精確測(cè)量光纖光柵壓力傳感器反射波長(zhǎng)，集數(shù)據(jù)采集、分析、存儲(chǔ)與顯示功能于一體，具有操作簡(jiǎn)單，相應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)被測(cè)壓力進(jìn)行多點(diǎn)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):I)光信號(hào)傳輸，抗電磁干擾本質(zhì)安全，從源頭杜絕安全隱患；2)滲壓計(jì)具有大量程，尺寸小巧，耐腐蝕，長(zhǎng)期穩(wěn)定性好;3)解調(diào)儀可同時(shí)解調(diào)多鉆孔壓力參數(shù)，可靠性好;4)接入井下工業(yè)環(huán)網(wǎng)，傳輸至地面監(jiān)控主機(jī)，實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè);5)工藝簡(jiǎn)單，操作方便，提高工作效率;6)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可導(dǎo)出，為瓦斯參數(shù)測(cè)定提供參數(shù)支持。
[0025]申請(qǐng)實(shí)施例只是用于說明本申請(qǐng)所公開的技術(shù)特征，本領(lǐng)域技術(shù)人員通過簡(jiǎn)單的替換所進(jìn)行的改變，仍然屬于本申請(qǐng)所保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于光纖的礦用在線測(cè)壓裝置，包括依次連接的地面瓦斯監(jiān)控主機(jī)、井下工業(yè)環(huán)網(wǎng)，連接在井下工業(yè)環(huán)網(wǎng)上的若干基站交換機(jī)，與基站交換機(jī)連接的光纖光柵解調(diào)儀，通過傳輸光纜連接在光纖光柵解調(diào)儀上的若干光纖光柵滲壓計(jì)，光纖光柵滲壓計(jì)將測(cè)定的瓦斯壓力信號(hào)傳送至光纖光柵解調(diào)儀進(jìn)行解調(diào)，而后通過基站交換機(jī)、井下工業(yè)環(huán)網(wǎng)傳送至地面瓦斯監(jiān)控主機(jī)，對(duì)煤層瓦斯壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)監(jiān)控。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光纖的礦用在線測(cè)壓裝置，其特征在于:所述地面瓦斯監(jiān)控主機(jī)對(duì)井下工業(yè)環(huán)網(wǎng)上報(bào)的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、存儲(chǔ)、顯示，并提供數(shù)據(jù)導(dǎo)出。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光纖的礦用在線測(cè)壓裝置，其特征在于:所述光纖光柵滲壓計(jì)的安裝方法是:打測(cè)壓孔，而后插入測(cè)壓管，測(cè)壓管頭上安裝篩管，注漿封孔，封孔需在孔底部留出測(cè)壓室，篩管位于測(cè)壓室內(nèi)，孔前端以封孔液封孔，光纖光柵滲壓計(jì)安裝在測(cè)壓管中。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于光纖的礦用在線測(cè)壓裝置，其特征在于:所述測(cè)壓孔深入煤層中，測(cè)壓室位于煤層中，鉆孔封孔長(zhǎng)度為距見煤點(diǎn)100cm，封孔液封口長(zhǎng)度3m。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于光纖的礦用在線測(cè)壓裝置，其特征在于:所述注漿封孔采用注漿栗、注漿管和封孔材料注漿封孔。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光纖的礦用在線測(cè)壓裝置，其特征在于:所述光纖光柵解調(diào)儀通過傳輸光纜將位于其下所連接的光纖光柵滲壓計(jì)串聯(lián)在一起。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于光纖的礦用在線測(cè)壓裝置，其特征在于:所述光纖光柵滲壓計(jì)量程O?1000kPa;光纖光柵解調(diào)儀解調(diào)波長(zhǎng)范圍1525?1565nm。
【文檔編號(hào)】E21B33/13GK105888651SQ201610273172
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年4月28日
【發(fā)明人】蔡長(zhǎng)輝, 王振榮, 王柱, 韓正廉, 王存宇
【申請(qǐng)人】安徽藍(lán)海之光科技有限公司