基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法技术

本发明专利技术公开基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法，沿基岩位置布置2～3个基准点，在每个基准点安装倾角传感器，以备检查；沿主井井筒轴向的井壁上设置若干个测点，在每个测点安装倾角传感器；为倾角传感器和应变传感器安装配套的电源和数据传输线缆，将接至地面，并连接自动采集设备和系统，实现自动、实时采集。采用于倾角传感器测量立井井筒偏斜监测方法，测量精度高，分辨率为0.001°，全量程范围精度0.005°，温漂0.001°/℃，环境适应性好，防护等级IP67，能够在‑30℃～85℃环境下正常运转，能满足煤矿立井井筒偏斜量监测的要求，传感器信号通过主光缆传输到井上的地面控制终端，实现自动、实时采集。

【技术实现步骤摘要】
基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法
本专利技术涉及煤矿立井井筒偏斜监测
具体地说是基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法。
技术介绍
目前，国内对于煤矿立井井筒偏斜监测，往往沿用传统的悬吊钢丝绳进行变形测量的几何测量法，占用井筒时间较长，且无法实现自动监测，影响矿井的正常生产。倾角传感器在竖向建筑物偏斜测量中已有较多的应用，比如高层建筑、架空线路杆塔倾斜角度的测量等，但尚未在矿业领域得到应用及推广。因此，如何设计一种可以应用于煤矿立井井筒偏斜监测方法，且具有精度高、环境适应性好等特点，满足煤矿立井井筒偏斜量监测的要求是本领域一直在研究的课题。
技术实现思路
为此，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种实现远程、自动和实时采集的基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法，包括如下步骤：(1)在井壁上，沿基岩位置布置2～3个基准点，在每个基准点安装倾角传感器，以备检查；(2)沿主井井筒轴向的井壁上设置若干个测点，在每个测点安装倾角传感器；利用测点倾角传感器测得的数据与基准点倾角传感器测得的数据对比，确定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)在井壁上，沿基岩位置布置2～3个基准点，在每个基准点安装倾角传感器，以备检查；(2)沿主井井筒轴向的井壁上设置若干个测点，在每个测点安装倾角传感器；利用测点倾角传感器测得的数据与基准点倾角传感器测得的数据对比，确定每一个测点的偏斜量大小；并在测点的倾角传感器同一水平的井壁上开槽，在槽内安装有应变传感器，根据应变传感器采集的数据，测量井壁结构受力，进而推算井筒局部的变形；(3)为倾角传感器和应变传感器安装配套的电源和数据传输线缆，将电源和数据传输线缆接至地面，并连接自动采集设备和系统，实现自动、实时采集；最后根据倾角传感器...

【技术特征摘要】
1.基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)在井壁上，沿基岩位置布置2～3个基准点，在每个基准点安装倾角传感器，以备检查；(2)沿主井井筒轴向的井壁上设置若干个测点，在每个测点安装倾角传感器；利用测点倾角传感器测得的数据与基准点倾角传感器测得的数据对比，确定每一个测点的偏斜量大小；并在测点的倾角传感器同一水平的井壁上开槽，在槽内安装有应变传感器，根据应变传感器采集的数据，测量井壁结构受力，进而推算井筒局部的变形；(3)为倾角传感器和应变传感器安装配套的电源和数据传输线缆，将电源和数据传输线缆接至地面，并连接自动采集设备和系统，实现自动、实时采集；最后根据倾角传感器采集的数据，通过最小二乘法拟合出整个井筒测量段的偏斜曲线。2.根据权利要求1所述的基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法，其特征在于，在步骤(2)中：(2-1)沿主井井筒轴向设置若干个监测断面层，除井口到第一监测断面层L1的距离为1m-20m，其余各监测断面层间的距离均为40m-100m；(2-2)沿各监测断面层的井壁布置测点，在测点处的井壁上固定安装倾角传感器(1)：在第一监测断面层L1的井壁(4)上等间距布置安装4个倾角传感器(1)；其余各监测断面层的井壁(4)上也等间距布置安装4个倾角传感器(1)，并且在同一水平的井壁上开槽，在槽内安装5组应变传感器；每组所述应变传感器包括横向光纤光栅应变传感器(2)和纵向光纤光栅应变传感器(3)，且横向光纤光栅应变传感器(2)和纵向光纤光栅应变传感器(3)串联在一起。3.根据权利要求2所述的基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法，其特征在于，在步骤(2-1)中，沿主井井筒轴向-10m～-460m设置8个监测断面层：-10m为第一监测断面层L1，-100m为第二监测断面层L2，-160m为第三监测断面层L3，-240m为第四监测断面层L4，-290m为第五监测断面层L5，-330m为第六监测断面层L6，-420m为第七监测断面层L7，-460m为第八监测断面层L8；在步骤(2-2)中，在第一监测断面层L1的井壁(4)上等间距布置安装4个倾角传感器(2)；在第二监测断面层L2～第八监测断面层L8的井壁(4)上也等间距布置安装4个倾角传感器(1)，并且在同一水平的井壁上等间距开槽，在槽内安装5组应变传感器。4.根据权利要求1所述的基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法，其特征在于，在步骤(3)中：(3-1)布置主光缆(5)和主电缆(6)：倾角传感器(1)和应变传感器安装完成后，从井口下放主光缆(5)和主电缆(6)，沿井筒梯子间处从上往下进行固定；(3-2)第一监测断面层L1至第八监测断面层L8每个监测断面层的4个倾角传感器(1)用光缆串联连接，引入保护盒中，形成一条链路，然后接入到主光缆(5)；4个倾角传感器(1)用电缆串联起来，引入保护盒中，然后接入到主电缆(6)；所述保护盒安装在立井井筒梯子间主光缆(5)附近；(3-3)第二监测断面层L2至第八监测断面层L8的每个监测断面层的5组应变传感器用光缆串联连接，引入保护盒中，形成另一条链路，然后接入到主光缆(5)；5组应变传感器用电缆串联起来，引入保护盒中，然后接入到主电缆(6)；(3-4)将主光缆(5)和主电缆(6)连接至地面控制终端(7)的自动采集设备和系统，实现自动、实时采集。5.根据权利要求4所述的基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法，其特征在于，所述主光缆(5)为16芯光缆；地面控制终端(7)的自动采集设备和系统配置一套15个光通道信号处理器进行在线监测。6.根据权利要求1-5任一所述的基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法，其特征在于，所述倾角传感器(1)包括：相互垂直放置的第一单轴传感芯片(10)与第二单轴传感芯片(20)；所述第一单轴传感芯片(10)与第一缓存放大电路(30)相连；所述第二单轴传感芯片(20)与第二缓存放大电路(40)相连；所述第一缓存放大电路(30)与第二缓存放大电路(40)与单片机(50)相连；所述单片机(50)与信号转换模块(60)相连。7.根据权利要求6所述的基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法，其特征在于，所述倾角传感器(1)还包括电源稳压电...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨春满，梁智鹏，景惧斌，郭鹏，孙迪，王苏龙，王媛，孙晓平，刘志生，
申请(专利权)人：北京中煤矿山工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11