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安全是困擾煤炭生產(chǎn)的主要問(wèn)題，其中，以瓦斯、煤塵、水、火和頂板五大自然災(zāi)害為主，根據(jù)危害程度，煤礦水害與瓦斯并列首位；水害的產(chǎn)生受地質(zhì)條件和開(kāi)采歷史等客觀因素的影響非常大，如果發(fā)生突水事故將造成人員及財(cái)產(chǎn)的重大損失；因此監(jiān)測(cè)監(jiān)控礦井水的動(dòng)態(tài)、預(yù)測(cè)預(yù)警水害的發(fā)生對(duì)煤礦安全、人員安全、煤礦日常生產(chǎn)正常進(jìn)行有著非常重大的意義。
我們采用已經(jīng)被廣泛應(yīng)用的光線(xiàn)光柵傳感器技術(shù)構(gòu)建煤礦礦井水監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，光纖光柵是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來(lái)的一種新型全光纖無(wú)源器件，它具有體積小、重量輕、穩(wěn)定性好及傳輸信號(hào)距離長(zhǎng)等特點(diǎn)；特別適合在易燃，易爆，和強(qiáng)電磁等惡劣環(huán)境下使用；避免了煤礦對(duì)井下的儀器儀表、檢測(cè)設(shè)備、檢測(cè)電信號(hào)的傳輸?shù)认拗啤；诠饫w傳感器的煤礦礦井水監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)是針對(duì)礦井水的水溫、水壓和水量進(jìn)行井下無(wú)源在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，并通過(guò)以地理信息系統(tǒng)（GIS）為基礎(chǔ)的用戶(hù)層顯示給操作用戶(hù)，對(duì)發(fā)生異常的監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行有效預(yù)報(bào)與警示的作用。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分布形式
系統(tǒng)架構(gòu)采用基礎(chǔ)傳感層、網(wǎng)絡(luò)層、用戶(hù)層三層結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)分布分為井上部分與井下部分；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖：
用戶(hù)層軟件系統(tǒng)基于地理信息系統(tǒng)（GIS）平臺(tái)進(jìn)行信息整合統(tǒng)一顯示，綜合信息管理系統(tǒng)進(jìn)行利用GIS平臺(tái)在實(shí)際井下分布點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示和報(bào)警處理、Web數(shù)據(jù)發(fā)布以使用戶(hù)通過(guò)IE瀏覽器進(jìn)行網(wǎng)頁(yè)式瀏覽監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)、結(jié)合模型預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)警提示、預(yù)留其它信息系統(tǒng)接口。
傳感層光纖光柵（Fiber Bragg Grating,FBG）傳感器作為一種新型光纖傳感器，可以用來(lái)測(cè)量包括應(yīng)變、應(yīng)力、溫度、振動(dòng)、壓力以及一些化學(xué)量等多個(gè)物理量，其應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。同時(shí)FBG傳感器陣列可以實(shí)現(xiàn)分布式的傳感器網(wǎng)絡(luò)，對(duì)被測(cè)對(duì)象進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)量，提取相關(guān)的信號(hào)，進(jìn)行狀態(tài)分析，達(dá)到示警以及故障診斷的目的，而且其傳輸距離可以達(dá)50多公里，能進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。
網(wǎng)絡(luò)層選用多芯鎧裝單模光纜做為光纖傳感網(wǎng)絡(luò)主干線(xiàn)布網(wǎng)，采用單芯鎧裝單模光纜做為光纖傳感網(wǎng)絡(luò)分支干線(xiàn)布網(wǎng)，光纖光柵傳感器在分布式網(wǎng)絡(luò)里可以串聯(lián)、并聯(lián)和串并聯(lián)的方式接入光纖分布式網(wǎng)絡(luò)。
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