用于降低事故發(fā)生率中的煤礦光纖光柵系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于煤礦事故防范領(lǐng)域，披露一種用于降低事故發(fā)生率的煤礦光纖光柵系統(tǒng)。包括多個(gè)光纖光柵傳感器，光纖解調(diào)儀，光纖接續(xù)盒，噴淋降溫系統(tǒng)，控制中心，以及消防聯(lián)動(dòng)控制主機(jī)，等。10個(gè)傳感器結(jié)為一個(gè)小股，將9個(gè)結(jié)為一個(gè)大股，將6個(gè)所述光纖光柵傳感器大股結(jié)為一個(gè)傳輸井傳回控制中心和消防聯(lián)動(dòng)控制主機(jī)；所述光纖光柵傳感器的光纖光柵受到應(yīng)變控制處理，消防聯(lián)動(dòng)控制主機(jī)根據(jù)井下測(cè)點(diǎn)溫度從20℃到300℃以上分六級(jí)處理相應(yīng)情況，采取相應(yīng)措施。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于降低事故發(fā)生率中的煤礦光纖光柵系統(tǒng)
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】]
本發(fā)明涉及煤礦事故防范，具體是一種用于降低事故發(fā)生率的煤礦光纖光柵系統(tǒng)。
[0002]【背景技術(shù)】]
外界溫度或應(yīng)變力的改變會(huì)引起光纖光柵bragg波長(zhǎng)移位?，F(xiàn)行技術(shù)已經(jīng)可以使用合理的封裝方式將裸光柵和外界保護(hù)層隔離，使外界應(yīng)變不能傳遞到纖芯上，從而使得引起波長(zhǎng)移位的條件只有溫度。由于光纖光柵溫度探測(cè)器核心部件為二氧化硅材質(zhì)，二氧化硅本質(zhì)安全，所以光纖光柵溫度探測(cè)器本身不會(huì)對(duì)煤礦造成危險(xiǎn)?，F(xiàn)行的煤礦火災(zāi)事故中，大多是因?yàn)橥咚?、粉塵濃度達(dá)到一定濃度，而溫度也達(dá)到臨界值而發(fā)生爆炸。這兩個(gè)條件缺一不可，所以如果利用光纖光柵技術(shù)降低因溫度而導(dǎo)致的煤礦事故發(fā)生率，監(jiān)測(cè)到溫度的異常，并啟動(dòng)人工干預(yù)或自動(dòng)滅火系統(tǒng)，將把火災(zāi)事故控制在萌芽狀態(tài)。
[0003][
【發(fā)明內(nèi)容】
]
本發(fā)明的目的，在于提供一種用于降低事故發(fā)生率的煤礦光纖光柵系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種用于降低事故發(fā)生率的煤礦光纖光柵系統(tǒng)，包括多個(gè)光纖光柵傳感器，光纖解調(diào)儀，光纖接續(xù)盒，連接光纜，干冰滅火器，在壓把處布設(shè)的微型密閉水箱，在水箱處布設(shè)的導(dǎo)管，噴淋降溫系統(tǒng)，信號(hào)處理電路，光電轉(zhuǎn)換電路，計(jì)算機(jī)，控制中心，以及消防聯(lián)動(dòng)控制主機(jī)，布設(shè)方法如下:
在存在風(fēng)險(xiǎn)的井下坑道區(qū)域，每隔2.95米的部署間隔布設(shè)所述光纖光柵傳感器，在存在風(fēng)險(xiǎn)的非坑道區(qū)域?qū)嵤c(diǎn)，布設(shè)兩個(gè)完全相同的所述光纖光柵傳感器，每個(gè)所述光纖光柵傳感器與布設(shè)點(diǎn)進(jìn)行對(duì)應(yīng)編號(hào)布設(shè)，10個(gè)所述光纖光柵傳感器結(jié)為一個(gè)光纖光柵傳感器小股，將9個(gè)所述小股結(jié)為一個(gè)光纖光柵傳感器大股，將6個(gè)所述光纖光柵傳感器大股結(jié)為一個(gè)傳輸井傳回控制中心和消防聯(lián)動(dòng)控制主機(jī)；所述光纖光柵傳感器的光纖光柵受到應(yīng)變控制處理，即光纖光柵部位受重力作用呈現(xiàn)自然彎曲狀，然后在光纖光柵部位兩端加裝光敏膠水，隨后照射大劑量紫外線(xiàn)；
光纖光柵傳感器之間用連接光纜連接，所述光纖光柵傳感器大股之間用光纖接續(xù)盒連接，并且都連接到布置在控制中心的光纖解調(diào)儀；
所述光纖解調(diào)儀設(shè)置光電轉(zhuǎn)換電路，所述計(jì)算機(jī)中設(shè)置信號(hào)處理電路；
所述計(jì)算機(jī)設(shè)置于控制中心，并連接到消防聯(lián)動(dòng)控制主機(jī)；
所述煤礦光纖光柵系統(tǒng)工作模式如下:
計(jì)算機(jī)分析所述光纖光纜傳感器傳回的數(shù)據(jù)得出井下測(cè)溫點(diǎn)的溫度，當(dāng)井下測(cè)溫點(diǎn)的溫度小于20°C時(shí)，認(rèn)為一切處于可控狀態(tài)，消防聯(lián)動(dòng)控制主機(jī)不做反應(yīng)；當(dāng)溫度在20°C到45°C之間時(shí)，即使沒(méi)有緊急情況，但是劃定觀察區(qū)域，讓井下人員重點(diǎn)觀察，同時(shí)在工作人員巡視工作中加入對(duì)于此區(qū)域的觀測(cè)；當(dāng)10分鐘內(nèi)溫度上升超過(guò)10°C時(shí)，系統(tǒng)要立即啟動(dòng)預(yù)案，井下相關(guān)人員要立即查明原因，同時(shí)啟動(dòng)降溫設(shè)施；在溫度達(dá)到45°C到90°C之間時(shí)，在不疏散人員的情況下，啟動(dòng)降溫系統(tǒng)，此時(shí)除原有噴淋降溫系統(tǒng)之外，還向所述導(dǎo)管內(nèi)注入水，產(chǎn)生巨大的水壓，壓動(dòng)放置在導(dǎo)管口的干冰滅火器的手柄，使得干冰噴出，產(chǎn)生降溫效果；當(dāng)溫度在90°C到300°C之間時(shí)，立即疏散臨近人員，同時(shí)啟動(dòng)一切降溫設(shè)備，包括注入部分水；在溫度測(cè)出大于300°C時(shí)，立即疏散全體井下人員，向井下注入泥漿，實(shí)施一切降溫措施。
[0005]本發(fā)明的煤礦光纖光柵系統(tǒng)的光纖光柵傳感器的制造方法如下:
(1)將裸光纖光柵穿進(jìn)0.9mm的光纖松套管；將穿進(jìn)光纖松套管的光纖光柵懸空在1cm長(zhǎng)的鋁管中；
(2)利用熔接機(jī)將光纖與光纖接頭溶接好；
(3)將溶接好的傳感器套上黃色護(hù)套后，用703b膠在松套管均勻涂覆，最后用熱縮管將其熱縮固定。
[0006]本發(fā)明的用于降低事故發(fā)生率的煤礦光纖光柵系統(tǒng)能在事故中保持安全的同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度，使火災(zāi)事故處于控制之中，能成功的應(yīng)用于降低煤礦事故的發(fā)生率。
[0007][【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】]
圖1為本發(fā)明的煤礦光纖光柵系統(tǒng)的布置圖。
[0008]圖2為本發(fā)明光纖光纜傳感器的結(jié)構(gòu)圖。
[0009]圖3為本發(fā)明煤礦光纖光柵系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)電路的方框圖。
[0010]圖4為本發(fā)明煤礦光纖光柵系統(tǒng)的信號(hào)處理電路的方框圖 [【具體實(shí)施方式】]
參見(jiàn)圖1，本發(fā)明用于降低事故發(fā)生率的煤礦光纖光柵系統(tǒng)由多個(gè)光纖光柵傳感器7布置于煤礦的巷道中，在存在風(fēng)險(xiǎn)的井下坑道區(qū)域，每隔2.95米的部署間隔布設(shè)所述光纖光柵傳感器7，在存在風(fēng)險(xiǎn)的非坑道區(qū)域?qū)嵤c(diǎn)，布設(shè)兩個(gè)完全相同的所述光纖光柵傳感器7，每個(gè)所述光纖光柵傳感器與布設(shè)點(diǎn)進(jìn)行對(duì)應(yīng)編號(hào)布設(shè)，10個(gè)所述光纖光柵傳感器結(jié)為一個(gè)光纖光柵傳感器小股，將9個(gè)所述小股結(jié)為一個(gè)光纖光柵傳感器大股,將6個(gè)所述光纖光柵傳感器大股結(jié)為一個(gè)傳輸井傳回控制中心11和消防聯(lián)動(dòng)控制主機(jī)21。同時(shí)在巷道內(nèi)布置噴淋降溫系統(tǒng)6。光纖解調(diào)儀，光纖接續(xù)盒，連接光纜，干冰滅火器，在壓把處布設(shè)的微型密閉水箱，在水箱處布設(shè)的導(dǎo)管，噴淋降溫系統(tǒng)，信號(hào)處理電路，光電轉(zhuǎn)換電路，計(jì)算機(jī)，控制中心，以及消防聯(lián)動(dòng)主機(jī)。光纖光柵傳感器7之間用連接光纜9連接，所述光纖光柵傳感器大股之間用光纖接續(xù)盒8連接，并且都連接到布置在控制中心11的光纖解調(diào)儀。
[0011]圖2是本發(fā)明光纖光柵傳感器的結(jié)構(gòu)圖，將裸光纖光柵穿進(jìn)0.9mm的光纖松套管2，將穿進(jìn)光纖松套管的光纖光柵懸空在1cm長(zhǎng)的鋁管I中；利用熔接機(jī)將光纖與光纖接頭溶接好；將溶接好的傳感器套上黃色護(hù)套后，用703b膠在松套管2均勻涂覆，最后用熱縮管3將其熱縮固定。
[0012]圖3是本發(fā)明煤礦光纖光柵系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)電路的方框圖，圖4為本發(fā)明煤礦光纖光柵系統(tǒng)的信號(hào)處理電路的方框圖。光纖光柵傳感器傳回的光信號(hào)經(jīng)過(guò)布置在控制中心的光纖解調(diào)儀的解調(diào)，并經(jīng)計(jì)算機(jī)的分析處理，得出井下測(cè)溫點(diǎn)的溫度，消防聯(lián)動(dòng)控制主機(jī)21對(duì)相應(yīng)溫度采取相應(yīng)措施。分為當(dāng)井下測(cè)溫點(diǎn)的溫度小于20°C時(shí)，認(rèn)為一切處于可控狀態(tài)，為第六級(jí)，消防聯(lián)動(dòng)控制主機(jī)不做反應(yīng)；當(dāng)溫度在20°C到45°C之間時(shí)，為第五級(jí)，即使沒(méi)有緊急情況，但是劃定觀察區(qū)域，讓井下人員重點(diǎn)觀察，同時(shí)在工作人員巡視工作中加入對(duì)于此區(qū)域的觀測(cè)；當(dāng)10分鐘內(nèi)溫度上升超過(guò)10°C時(shí)，為第四級(jí)，系統(tǒng)要立即啟動(dòng)預(yù)案，井下相關(guān)人員要立即查明原因，同時(shí)啟動(dòng)降溫設(shè)施；在溫度達(dá)到45°C到90°C之間時(shí)，為第三級(jí)，在不疏散人員的情況下，啟動(dòng)降溫系統(tǒng)，此時(shí)除原有噴淋降溫系統(tǒng)之外，還向所述導(dǎo)管內(nèi)注入水，產(chǎn)生巨大的水壓，壓動(dòng)放置在導(dǎo)管口的干冰滅火器的手柄，使得干冰噴出，產(chǎn)生降溫效果；當(dāng)溫度在90°C到300°C之間時(shí)，為第二級(jí)，立即疏散臨近人員，同時(shí)啟動(dòng)一切降溫設(shè)備，包括注入部分水；在溫度測(cè)出大于300°C時(shí)，為第一級(jí)，立即疏散全體井下人員，向井下注入泥漿，實(shí)施一切降溫措施。
[0013]本發(fā)明并不受上述實(shí)施方式的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種煤礦光纖光柵系統(tǒng)，包括多個(gè)光纖光柵傳感器，光纖解調(diào)儀，光纖接續(xù)盒，連接光纜，干冰滅火器，在壓把處布設(shè)的微型密閉水箱，在水箱處布設(shè)的導(dǎo)管，噴淋降溫系統(tǒng)，信號(hào)處理電路，光電轉(zhuǎn)換電路，計(jì)算機(jī)，控制中心，以及消防聯(lián)動(dòng)主機(jī)，其特征是: 在存在風(fēng)險(xiǎn)的井下坑道區(qū)域，每隔2.95米的部署間隔布設(shè)所述光纖光柵傳感器，在存在風(fēng)險(xiǎn)的非坑道區(qū)域?qū)嵤c(diǎn)，布設(shè)兩個(gè)完全相同的所述光纖光柵傳感器，每個(gè)所述光纖光柵傳感器與布設(shè)點(diǎn)進(jìn)行 對(duì)應(yīng)編號(hào)布設(shè)，10個(gè)所述光纖光柵傳感器結(jié)為一個(gè)光纖光柵傳感器小股，將9個(gè)所述小股結(jié)為一個(gè)光纖光柵傳感器大股，將6個(gè)所述光纖光柵傳感器大股結(jié)為一個(gè)傳輸井傳回控制中心和消防聯(lián)動(dòng)控制主機(jī)；所述光纖光柵傳感器的光纖光柵受到應(yīng)變控制處理，即光纖光柵部位受重力作用呈現(xiàn)自然彎曲狀，然后在光纖光柵部位兩端加裝光敏膠水，隨后照射大劑量紫外線(xiàn)； 光纖光柵傳感器之間用連接光纜連接，所述光纖光柵傳感器大股之間用光纖接續(xù)盒連接，并且都連接到布置在控制中心的光纖解調(diào)儀； 所述光纖解調(diào)儀設(shè)置光電轉(zhuǎn)換電路，所述計(jì)算機(jī)中設(shè)置信號(hào)處理電路； 所述計(jì)算機(jī)設(shè)置于控制中心，并連接消防聯(lián)動(dòng)控制主機(jī)； 所述煤礦光纖光柵系統(tǒng)工作模式如下: 計(jì)算機(jī)分析所述光纖光纜傳感器傳回的數(shù)據(jù)得出井下的溫度，當(dāng)井下測(cè)溫點(diǎn)的溫度小于20°C時(shí)，認(rèn)為一切處于可控狀態(tài)，消防聯(lián)動(dòng)控制主機(jī)不做反應(yīng)；當(dāng)溫度在20°C到45°C之間時(shí)，即使沒(méi)有緊急情況，但是劃定觀察區(qū)域，讓井下人員重點(diǎn)觀察，同時(shí)在工作人員巡視工作中加入對(duì)于此區(qū)域的觀測(cè)；當(dāng)10分鐘內(nèi)溫度上升超過(guò)10°C時(shí)，消防聯(lián)動(dòng)控制主機(jī)立即啟動(dòng)預(yù)案，井下相關(guān)人員要立即查明原因，同時(shí)啟動(dòng)降溫設(shè)施；在溫度達(dá)到45°C到90°C之間時(shí)，在不疏散人員的情況下，啟動(dòng)降溫系統(tǒng)，此時(shí)除原有噴淋降溫系統(tǒng)之外，還向所述導(dǎo)管內(nèi)注入水，產(chǎn)生巨大的水壓，壓動(dòng)放置在導(dǎo)管口的干冰滅火器的手柄，使得干冰噴出，產(chǎn)生降溫效果；當(dāng)溫度在90°C到300°C之間時(shí)，立即疏散臨近人員，同時(shí)啟動(dòng)一切降溫設(shè)備，包括注入部分水；在溫度測(cè)出大于300°C時(shí)，立即疏散全體井下人員，向井下注入泥漿，實(shí)施一切降溫措施。
2.—種用于如權(quán)利要求1所述的煤礦光纖光柵系統(tǒng)的光纖光柵傳感器，其特征是:制作方法如下: (O將裸光纖光柵穿進(jìn)0.9mm的光纖松套管；將穿進(jìn)光纖松套管的光纖光柵懸空在1cm長(zhǎng)的鋁管中； (2)利用熔接機(jī)將光纖與光纖接頭溶接好； (3)將溶接好的傳感器套上黃色護(hù)套后，用703b膠在松套管均勻涂覆，最后用熱縮管將其熱縮固定。
【文檔編號(hào)】E21B47/06GK104236605SQ201410533443
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月11日
【發(fā)明者】李灃錦, 王天真, 胡雄 申請(qǐng)人:上海海事大學(xué)