光纤Bragg光栅传感器在煤岩声发射预测中的创新应用

"光纤Bragg光栅传感器在煤岩声发射预测中的应用* (2013年)" 本文深入探讨了光纤Bragg光栅传感器在煤炭与岩石声发射预测中的创新应用，解决了传统声传感器在煤矿环境中的若干问题。光纤Bragg光栅（FBG）传感器因其抗电磁干扰、高灵敏度以及长距离传输能力，成为解决这一领域难题的有效手段。传统的声传感器在收集和传输声发射信息时，容易受到衰减和电磁干扰的影响，而光纤Bragg光栅传感器的"听诊式"设计则显著改善了这些问题。 作者在实验室构建了一个模拟煤矿巷道的物理模型，利用该模型对不同岩样进行了测试。在每个测试点，他们部署了基于FBG的声发射预测系统，该系统能够捕捉到岩石声发射信号，进而分析岩石的稳定性。实验结果显示，这种新型检测系统可以提供详尽的巷道煤岩声发射信息分布，实现对不稳定情况的实时、准确预警。这为煤矿工作人员提供了宝贵的预警信息，有助于他们在潜在危险发生前采取预防措施，确保作业安全。 光纤Bragg光栅传感器的工作原理是利用光的布拉格反射现象，当外部物理参数如压力、温度或声波引起光纤内部光栅周期变化时，反射光的波长会发生改变。这种变化可以被精确地测量，从而转换为声发射信号的强度和频率信息。通过这种方式，FBG传感器可以有效地监测岩体微小的应力变化，这些变化往往是岩体破裂和煤岩体稳定性下降的早期迹象。 此外，论文还可能涉及了传感器的设计、制作、信号处理技术以及数据分析方法。这些技术对于提高煤矿安全性和降低事故风险具有重要意义。光纤Bragg光栅传感器的使用，不仅提升了监测系统的可靠性，还可能为未来矿山安全监控技术的发展提供新的研究方向。 这篇工程技术论文详细介绍了光纤Bragg光栅传感器在煤炭与岩石声发射预测领域的应用，展示了其在解决传统传感器局限性上的优越性能，并通过实验验证了其在实际环境中的有效性和实用性。这项工作为矿井安全监测提供了重要的理论和技术支持，对于提升煤矿安全生产水平具有深远的影响。