[发明专利]一种智能挡矸网防护方法、系统及装置

权利要求书

1.一种智能挡矸网防护方法，其特征在于，所述方法应用于智能挡矸网防护系统，所述系统包括：一条应变感测光纤和光纤解调仪，所述应变感测光纤被布置成网格形状的挡矸网并被放置于飞矸经过位置用于阻挡飞矸，所述应变感测光纤的光信号输入端与所述光纤解调仪的输出端相连，所述应变感测光纤的光信号输出端与所述光纤解调仪的输入端相连；所述方法包括：

在煤炭开采过程中，通过所述光纤解调仪的输出端实时向所述应变感测光纤的光信号输入端发送第一光信号，并通过所述光纤解调仪的输入端实时接收来自所述应变感测光纤光信号输出端的第二光信号；

根据所述第二光信号实时监测所述网格形状的挡矸网上每个初始坐标点受到的应变值；

根据每个初始坐标点受到的应变值确定所述初始坐标点的弯曲半径；

根据每个初始坐标点受到的应变值、每个初始坐标点的弯曲半径和所述应变感测光纤的弹性模量，确定所述挡矸网受到飞矸冲击力时的受力大小、受力方向和受到飞矸冲击力时发生形变的形变面积，以对所述挡矸网进行防护；

所述根据每个初始坐标点受到的应变值确定所述初始坐标点的弯曲半径，包括：通过预设的弯曲半径确定公式，根据每个初始坐标点受到的应变值，确定所述初始坐标点的弯曲半径，所述弯曲半径确定公式为：R_x,y＝d/ε_x,y，其中，x为所述初始坐标点的横坐标值，y为所述初始坐标点的纵坐标值，R_x,y为初始坐标点的弯曲半径，d为所述应变感测光纤的径向横截面半径，ε_x,y为每个初始坐标点受到的应变值；

所述根据每个初始坐标点受到的应变值、每个初始坐标点的弯曲半径和所述应变感测光纤的弹性模量，确定所述挡矸网受到飞矸冲击力时的受力大小、受力方向和受到飞矸冲击力时发生形变的形变面积，包括：根据每个初始坐标点受到的应变值和所述应变感测光纤的弹性模量，通过预设的受力大小确定公式，确定每个初始坐标点受到飞矸冲击力时的受力大小，所述受力大小确定公式为：F_x,y＝E×ε_x,y，其中，x为所述初始坐标点的横坐标值，y为所述初始坐标点的纵坐标值，F_x,y为所述初始坐标点受到飞矸冲击力时的受力大小，ε_x,y为所述初始坐标点受到的应变值，E为所述应变感测光纤的弹性模量；根据每个初始坐标点和所述位置对应关系，确定所述初始坐标点对应的位置在所述应变感测光纤上与所述应变感测光纤的初始位置之间的距离长度；根据与每个初始坐标点对应的距离长度和所述初始坐标点的弯曲半径，通过预设的受力方向确定公式，确定所述初始坐标点受到飞矸冲击力时的受力方向，所述受力方向确定公式为：θ_x,y＝arctan(L_x,y/R_x,y)，其中，θ_x,y为所述初始坐标点受到飞矸冲击力时的受力方向，L_x,y为与所述初始坐标点对应的距离长度，R_x,y为所述初始坐标点的弯曲半径；根据每个初始坐标点受到飞矸冲击力时的受力方向和所述初始坐标点的弯曲半径，根据预设的形变确定公式，确定所述挡矸网受到飞矸冲击力时发生形变后与所述初始坐标点对应的目标坐标点，所述形变确定公式为：其中，x′所述目标坐标点的横坐标值，y′为所述目标坐标点的纵坐标值；根据目标坐标点和初始坐标点，计算所述挡矸网受到飞矸冲击力时发生形变的形变面积。

2.根据权利要求1所述的智能挡矸网防护方法，其特征在于，所述根据所述第二光信号实时监测所述网格形状的挡矸网上每个初始坐标点受到的应变值，包括：

以所述网格形状的挡矸网中最下面的一条横边所在的直线为横轴，以所述网格形状的挡矸网中最左面的一条纵边所在的直线为纵轴，建立网格直角坐标系并确定所述网格直角坐标系中每个初始坐标点的坐标值；

确定所述应变感测光纤上每个位置与所述网格直角坐标系中每个初始坐标点之间的位置对应关系；

通过所述光纤解调仪的输入端接收到的第二光信号，实时监测所述应变感测光纤上每个位置受到的应变值；

根据所述位置对应关系，确定所述网格直角坐标系中每个初始坐标点受到的应变值。