基于光纤光栅的煤矿锚杆巷道实时动态监测系统研究

本文主要探讨了"锚杆支护巷道光纤光栅实时动态监测系统"的研究，由作者张杰代表的上海启鹏工程材料科技有限公司开发。该系统的核心技术基于光纤光栅（Fiber Bragg Grating, FBG）传感器，这是一种利用光波的干涉现象来测量物理量如应变、压强、温度、位移和振动的高精度传感器。FBG传感器的优势在于其抗电磁干扰能力，能够在煤矿井下复杂的环境中保持稳定工作，同时具备无源本质安全特性，即无需外部电源，符合矿井作业的安全要求。此外，由于其远程传输功能，可以实现多点、分布式的数据采集，增强了系统的灵活性和效率。 设计的监测系统通过串行或并行连接的方式，使得传感器网络能够覆盖整个锚杆支护巷道，实时监控巷道的动态变化，这对于预防和及时响应巷道中的潜在问题，如岩层破裂、结构变形或振动过大等，具有重要意义。经过在煤矿井下的工业性试验，该系统展现出了显著的效果，证明了其在实际应用中的可行性和有效性。 关键词"锚杆支护"、"光纤光栅"和"监测系统"揭示了研究的焦点，表明了这项技术对于提高煤矿巷道安全性的重要作用。中图分类号TD353.6和TP393.14反映了该研究与采矿工程和技术领域的关联，而文献标识码B则表明这是一篇学术论文，文章编号1001-0874(2012)04-0038-04则指出了具体的期刊和发表年份。 这项研究不仅推动了光纤光栅技术在煤矿锚杆支护领域的应用，也为其他类似环境下的结构健康监测提供了有价值的参考案例。通过实时动态监测，可以有效提升煤矿安全管理水平，减少事故发生的可能性，从而保障工作人员的生命安全和矿产资源的可持续开采。