一种基于一体式光纤传感器监测采动含水层水压的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于一体式光纤传感器监测采动含水层水压的方法，采用将紧套传感光纤Ⅰ、松套光纤、紧套传感光纤Ⅱ相结合后形成一体式光纤传感器，其具有较小的体积，避免了因占用体积较大对周围岩层的影响；然后其中紧套传感光纤Ⅰ用于监测岩土体的轴向变形量，松套光纤用于测量含水层水位及采动裂隙中的渗水量，紧套传感光纤Ⅱ用于检测含水层的水压力值，弥补了传统光纤传感器的单一性，从而可对同一监测孔进行应变、水温及水压的分布式监测；根据同一监测孔中监测应变、水压、水温变化幅度，确定监测孔周围区域发生突水的可能性，其能大大提高突水预测的精确性，从而使工作人员迅速采取应对措施，避免灾害发生保护人身安全。

【技术实现步骤摘要】
一种基于一体式光纤传感器监测采动含水层水压的方法
本专利技术涉及一种监测采动含水层水压的方法，具体是一种基于一体式光纤传感器监测采动含水层水压的方法。
技术介绍
煤炭资源开采引起的突水事故严重影响矿山安全，造成重大人员伤亡和经济损失。因此，准确监测采动条件下覆岩及底板岩体中含水层参数变化，对煤矿突水预测和防治工作具有重要意义。目前我国在煤矿水害监测方面运用的各类传感器功能较为单一，比如测量压力时应用较为广泛的是电类压力传感器，还有振弦式渗压计，它们只能测出压力变化，如果想要获取温度变化还需安装温度传感器，这样不仅成本高且操作复杂。同时由于井下环境会给电压力传感器相关的仪表、中继器、电源的布设带来诸多不便，并且电类传感器不能遇水，容易受到电磁干扰，电信号的远距离传输成本高，安全性差，且难以实现分布式监测。光纤传感器是一种新型智能传感元件，具有抗干扰、灵敏度高、安全可靠、与周围岩土体耦合性好的优点，可以直接监测出温度和应变等参数的变化。目前应用较多的是光纤光栅(FBG)传感器，但是该光纤传感器不能实现多参数同时监测，需要将光纤光栅位移传感器、光纤光栅应力传感器和光纤光栅温度传感器对同一监本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种一体式光纤传感器，其特征在于，包括紧套传感光纤Ⅰ(1)、GFRP加强件(2)、钢制编织网(3)、松套光纤(4)、紧套传感光纤Ⅱ(5)和PE护套(6)，所述GFRP加强件为6～8根，多根GFRP加强件(2)围绕紧套传感光纤Ⅰ(1)设置并将其包裹，钢制编织网(3)围绕多根GFRP加强件(2)设置并将其包裹，松套光纤(4)为两根，两根松套光纤(4)对称设置在钢制编织网(3)的两侧，所述紧套传感光纤Ⅱ(5)为一根，紧套传感光纤Ⅱ(5)呈螺旋状缠绕在钢制编织网(3)的表面，所述PE护套(6)将松套光纤(4)、紧套传感光纤Ⅱ(5)和钢制编织网(3)包裹，其中紧套传感光纤Ⅰ(1)用于监测岩土体的轴向...

【技术特征摘要】
1.一种一体式光纤传感器，其特征在于，包括紧套传感光纤Ⅰ(1)、GFRP加强件(2)、钢制编织网(3)、松套光纤(4)、紧套传感光纤Ⅱ(5)和PE护套(6)，所述GFRP加强件为6～8根，多根GFRP加强件(2)围绕紧套传感光纤Ⅰ(1)设置并将其包裹，钢制编织网(3)围绕多根GFRP加强件(2)设置并将其包裹，松套光纤(4)为两根，两根松套光纤(4)对称设置在钢制编织网(3)的两侧，所述紧套传感光纤Ⅱ(5)为一根，紧套传感光纤Ⅱ(5)呈螺旋状缠绕在钢制编织网(3)的表面，所述PE护套(6)将松套光纤(4)、紧套传感光纤Ⅱ(5)和钢制编织网(3)包裹，其中紧套传感光纤Ⅰ(1)用于监测岩土体的轴向变形量，松套光纤(4)用于测量含水层水位及采动裂隙中的渗水量，紧套传感光纤Ⅱ(5)用于检测含水层的水压力值。2.一种利用权利要求1的基于一体式光纤传感器监测采动含水层水压的方法，其特征在于，具体步骤为：A、布置监测位置：在地面由上而下通过钻机打设多个监测孔，并穿过含水层至煤层顶板或穿过煤层至含水层底部；在巷道中由内向外通过钻机打设多个监测孔，并穿过含水层；所述各个监测孔的直径为110～220mm范围内；B、在监测孔内铺设一体式光纤传感器，具体为：a、设置配重，所述配重的纵截面为U形，其顶口设有能够与钻杆内径相吻合插接的连接头，配重的侧壁对称设有凹槽；b、将一体式光纤传感器的一部分沿配重的凹槽铺设，并固定在配重凹槽中，然后将配重安装在钻杆的最前端，一体式光纤传感器的传感光纤沿钻杆外壁向远离配重的一端延伸；c、通过钻杆推力将一体式光纤传感器送到各个监测孔的预定埋深，并在各个监测孔外部预留传感光纤；C、根据监测孔深度范围内地层的岩土体力学性质，注入不同的封孔材料进行分段封孔：在含水层扰动区域，采用砂和膨胀土混合材料进行封孔，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴春德，施斌，魏广庆，康慧，
申请(专利权)人：中国矿业大学，苏州南智传感科技有限公司，南京大学苏州高新技术研究院，
类型：发明
国别省市：江苏,32