一种用于煤矿井下管网测漏的分布式光纤智感系统

本技术涉及光纤智能感知及安全监测领域，具体涉及一种用于煤矿井下管网测漏的分布式光纤智感系统。

背景技术：

1、我国作为世界上最大的煤炭生产和消费国，在相当长的时间内煤炭作为主体能源地位不会改变。智能化建设是当前煤矿行业发展的需求和必然方向，是实现煤炭行业安全高效生产的核心和关键。煤矿井下管网常用来运输液体及膏体，管网的正常与否与煤矿工人的安全息息相关。煤矿井下管网往往位于巷道顶部或煤帮位置处，疏于管理、管路老化、岩层压力突变等问题会导致煤矿井下管网发生破裂产生裂隙，从而带来较大的灾害。因此，很有必要利用光纤智感系统对煤矿井下管网中“跑冒滴漏”及管道周边的状况进行智能感知。

2、目前该技术领域主要存在以下几点问题：

3、(1)常规的电信号监测抗电磁干扰能力较差，长距离信号传递较弱，无法满足煤矿井下管网的实际需求。

4、(2)常规的点式监测所需的测点数目较多，感知的信息量较少，容易产生漏检，信号传输的时效性无法保证。

5、分布式光纤技术于上世纪八十年代得到了飞速发展，光纤传输技术具有信息感知量大、传输稳定、时效性高、体积小巧、重量轻、可靠性高、抗电磁干扰强等诸多优点，可满足煤矿井下多测点、大容量、高速率的感测要求。但是，由于煤矿井下管网复杂，采用分布式光纤如何最大限度减小其它无关变量所造成的误差，提升检测的精准度，同时延长其在煤矿井下使用寿命，以及降低设备的后期维护成本，是目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、基于此，本实用新型提供了一种用于煤矿井下管网测漏的分布式光纤智感系统，以实现煤矿井下管网及管道周边状态的智能感知及实时动态监测。

2、为实现上述目的，本实用新型提供了一种用于煤矿井下管网测漏的分布式光纤智感系统，其包括沿煤矿井下管网并行铺设的凹形导线槽，所述凹形导线槽通过若干间隔设置的吊具吊挂在对应的所述管网的管道下方，所述凹形导线槽内敷设有振动敏感光纤；

3、所述吊具包括上下对应设置的双c型扁铁抱箍和u型扁铁抱箍，所述双c型扁铁抱箍和所述u型扁铁抱箍之间通过吊杆连接，所述双c型扁铁抱箍紧固连接在所述管网的管道外周上，所述凹形导线槽托起连接在所述u型扁铁抱箍上。

4、作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述吊杆为螺杆结构，所述吊杆与双c型扁铁抱箍和u型扁铁抱箍均通过螺母锁紧连接。

5、作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述双c型扁铁抱箍与管网的管道之间垫设有防滑缓冲胶垫。

6、作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述凹形导线槽内间隔设有用于固定振动敏感光纤的光纤固定夹。

7、作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述凹形导线槽的槽内开设有上下贯穿的泄水孔，所述凹形导线槽的外部贴设有防水反光条。

8、作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述分布式光纤智感系统还包括微振动捕捉及辨识装置，所述振动敏感光纤的前端连接有光纤防尘塞，所述振动敏感光纤的后端通过环形器与所述微振动捕捉及辨识装置连接；

9、所述微振动捕捉及辨识装置包括窄线宽激光器、声光调制器、第一掺铒光纤放大器、第二掺铒光纤放大器、光电探测器、脉冲信号发生器和数据采集器，所述窄线宽激光器、声光调制器、第一掺铒光纤放大器和环形器依次连接形成光波信号输入分支，所述数据采集器、光电探测器、第二掺铒光纤放大器和环形器依次连接形成光波信号反馈分支，所述脉冲信号发生器的输入输出端分别连接所述声光调制器和所述数据采集器。

10、作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述分布式光纤智感系统还包括站场终端显示器，所述站场终端显示器与所述数据采集器连接。

11、本实用新型一种用于煤矿井下管网测漏的分布式光纤智感系统，通过采用上述技术方案，可以达到如下有益效果：

12、1)目前鲜有用于煤矿井下管网泄漏监测的系统及设施，通过本实用新型可以实现煤矿井下管网泄漏点的精准定位，排除因管网泄漏带来的安全隐患，对煤矿的安全生产意义重大；

13、2)本实用新型具有高度自动化及全面性，可实现长距离、大面积、大规模、高分辨率的数据采集，同时可实现煤矿井下多条管道同时监测及数据分析，并快速进行预警和处理，能够具备高度的即时性和全面性，即避免了人工巡检过程中漏检等问题；

14、3)本实用新型为非接触式监测，有更好地环保及安全性，可降低工作过程中对环境的污染。

技术特征：

1.一种用于煤矿井下管网测漏的分布式光纤智感系统，其特征在于，包括沿煤矿井下管网并行铺设的凹形导线槽，所述凹形导线槽通过若干间隔设置的吊具吊挂在对应的所述管网的管道下方，所述凹形导线槽内敷设有振动敏感光纤；

2.根据权利要求1所述的用于煤矿井下管网测漏的分布式光纤智感系统，其特征在于，所述吊杆为螺杆结构，所述吊杆与双c型扁铁抱箍和u型扁铁抱箍均通过螺母锁紧连接。

3.根据权利要求1所述的用于煤矿井下管网测漏的分布式光纤智感系统，其特征在于，所述双c型扁铁抱箍与管网的管道之间垫设有防滑缓冲胶垫。

4.根据权利要求1所述的用于煤矿井下管网测漏的分布式光纤智感系统，其特征在于，所述凹形导线槽内间隔设有用于固定振动敏感光纤的光纤固定夹。

5.根据权利要求1所述的用于煤矿井下管网测漏的分布式光纤智感系统，其特征在于，所述凹形导线槽的槽内开设有上下贯穿的泄水孔，所述凹形导线槽的外部贴设有防水反光条。

6.根据权利要求1-5任一项所述的用于煤矿井下管网测漏的分布式光纤智感系统，其特征在于，所述分布式光纤智感系统还包括微振动捕捉及辨识装置，所述振动敏感光纤的前端连接有光纤防尘塞，所述振动敏感光纤的后端通过环形器与所述微振动捕捉及辨识装置连接；

7.根据权利要求6所述的用于煤矿井下管网测漏的分布式光纤智感系统，其特征在于，所述分布式光纤智感系统还包括站场终端显示器，所述站场终端显示器与所述数据采集器连接。

技术总结
一种用于煤矿井下管网测漏的分布式光纤智感系统，包括沿煤矿井下管网并行铺设的凹形导线槽，凹形导线槽通过若干间隔设置的吊具吊挂在管网的管道下方，凹形导线槽内敷设有振动敏感光纤；吊具包括上下对应设置的双C型扁铁抱箍和U型扁铁抱箍，双C型扁铁抱箍和U型扁铁抱箍之间通过吊杆连接，双C型扁铁抱箍紧固连接在管道的外周上，凹形导线槽托起连接在U型扁铁抱箍上。本技术实现了煤矿井下管网泄漏点的精准定位，排除因管网泄漏带来的安全隐患，对煤矿的安全生产意义重大；而且，实现了煤矿井下多条管道同时监测及数据分析，并快速进行预警和处理，能够具备高度的即时性和全面性，即避免了人工巡检过程中漏检等问题。

技术研发人员：张玉涛,郭强,刘可心,孙亚利,张园勃,李亚清
受保护的技术使用者：西安科技大学
技术研发日：20230606
技术公布日：2024/2/6