基于光纤光栅和三维激光扫描的煤矿工作面片帮监测系统技术方案

一种基于光纤光栅和三维激光扫描的煤矿工作面片帮监测系统，属于煤矿工作面片帮识别监测系统。该识别监测系统的地面数据处理系统通过传输光纤与井下数据传输系统连接；数据传输系统通过光纤尾纤与井下数据采集系统连接。通过三维激光扫描获取工作面三维坐标数据及角度值，结合井下布置的光纤光栅传感器监测工作面顶板压力、液压支架工作阻力、顶板下沉量和温度信息。优点：借助三维激光扫描的快速测量、不接触性、强穿透性及可视化等特点，结合光纤光栅技术在井下恶劣环境下的抗电磁干扰的优点，为地面提供精准、及时的监测数据，同时将接收的数据处理后反馈给井下，实现井下灾害的预防，保证了井下生产安全及人员的人身安全。

Coal face panel monitoring system based on Fiber Bragg grating and 3D laser scanning

A monitoring system based on Fiber Bragg grating and three-dimensional laser scanning for coal mine working face group monitoring, belongs to coal mine work face Gang identification and monitoring system. The identification of the monitoring system of ground data processing system connected by optical fiber transmission and downhole data transmission system; data transmission system connected by fiber pigtail and downhole data acquisition system. The 3D coordinate data and angle values of the working face are obtained by 3D laser scanning, and the roof pressure, the hydraulic support working resistance, the roof subsidence and temperature information are monitored with the fiber Bragg grating sensor arranged in the well. Advantages: with the rapid measurement, 3D laser scanning is not contacted, strong penetrability and visualization features, combined with the optical fiber grating technology in underground harsh environment has the advantages of anti electromagnetic interference, provide accurate and timely monitoring data for the ground, while the data received after the feedback to the underground, mine disaster prevention and ensure the production safety and the safety of underground personnel.

【技术实现步骤摘要】
基于光纤光栅和三维激光扫描的煤矿工作面片帮监测系统
本专利技术涉及一种煤矿工作面片帮识别监测系统，特别基于光纤光栅和三维激光扫描的煤矿工作面片帮监测系统。
技术介绍
在矿井生产过程中，由于开挖或支护不当，工作面煤壁会发生大面积垮塌造成的伤害事故。当事故即将发生时，如果不提前采取相应的措施，会直接关系到煤矿工人的人身安全以及矿井生产作业的顺利进行。因此，为了防止此类事故对井下工人造成人身伤害，就需要对工作面煤壁进行及时监测，以便了解煤壁的稳定状况，从而避免此类事故的发生，确保井下工作人员的人身财产安全。目前，我国煤矿井下常用的安全监测装置抗电磁干扰能力差；同时，井下由于环境恶劣，灯光照明等条件较差，人为读数误差较大；传统监测手段易受电磁干扰和外部环境影响，监测精度不好；不防潮，可靠性低，使用寿命短，不能满足长期监测的要求。
技术实现思路
技术问题：本专利技术的目的是要提供一种抗电磁干扰及外部环境影响能力强，可靠性高，测量精度高同时能够满足实时动态监测及可视化监测的基于光纤光栅和三维激光扫描的煤矿工作面片帮监测系统。技术方案：本专利技术的目的是这样实现的：该识别监测系统包括地面数据处理系统、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于光纤光栅和三维激光扫描的煤矿工作面片帮监测系统，其特征是：该识别监测系统包括地面数据处理系统、井下数据传输系统和井下数据采集系统；地面数据处理系统通过传输光纤与井下数据传输系统连接；数据传输系统通过光纤尾纤与井下数据采集系统连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于光纤光栅和三维激光扫描的煤矿工作面片帮监测系统，其特征是：该识别监测系统包括地面数据处理系统、井下数据传输系统和井下数据采集系统；地面数据处理系统通过传输光纤与井下数据传输系统连接；数据传输系统通过光纤尾纤与井下数据采集系统连接。2.根据权利要求1所述的基于光纤光栅和三维激光扫描的煤矿工作面片帮监测系统，其特征是：所述的井下数据传输系统包括：三维激光扫描仪专用矿用数据线、传输光纤和多个光纤接线盒；其中光纤接线盒串联在传输光纤上。3.根据权利要求1所述的基于光纤光栅和三维激光扫描的煤矿工作面片帮监测系统，其特征是：所述的地面数据处理系统包括：主控计算机、光纤光栅解调仪、打印机及供电电源；光纤光栅解调仪与主控计算机的输入端连接，打印机与主控计算机的输出端连接，供电电源为主控计算机供电；主控计算机安装有各种矿山专用数据处理软件，用于实时分析工作点顶板压力、支架阻力及工作面温度，并根据以上数据反演煤壁，顶板围岩及支架受力状况，为煤壁片帮机理提供依据；主控计算机中还安装有专业建模软件，根据提供的数据生成工作面三维模型；或者将数据导入主控计算机中安装的SUPAC、DATEMINE专业矿山数据处理软件中，进行各种数值计算，为煤壁稳定性提供依据。4.根据权利要求1所述的基于光纤光栅和三维激光扫描的煤矿工作面片帮监测系统，其特征是：所述的井下数据采集系统包括三维激光扫描点云数据采集子系统和光纤光栅传感技术采集子系统。5.根据权利要求4所述的基于光纤光栅和三维激光扫描的煤矿工作面片帮监测系统，其特征是：所述的三维激光扫描点云数据采集子系统包括液压支架及端头支架顶梁和三维激光扫描仪；在液压支架及端头支架顶梁上安装三维激光扫描仪...

【专利技术属性】
技术研发人员：方新秋，宁耀圣，梁敏富，吴刚，卢海洋，冯裕堂，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32