[发明专利]一种矿井水灾水位感知与探测装置

说明书

本发明公开了一种矿井水灾水位感知与探测装置，包括光纤、向光纤发送光脉冲的光源装置和处理光纤返回信号的信号处理装置，所述光纤布置在矿井巷道壁上，且光纤呈正弦波或三角波形状沿矿井巷道延伸。本发明矿井水灾水位感知与探测装置，其能在井下发生水灾断电后，通过沿矿井巷道布置的呈正弦波或三角波形状的光纤来感测矿井全域水情及水位情况，避免了现有煤矿水灾监测装置在井下断电后无法工作的技术问题。且本发明矿井水灾水位感知与探测装置能对矿井巷道全域进行探测，探测范围广。

技术领域

本发明涉及水位探测技术领域，特别涉及一种对矿井水灾后水位进行探测的装置。

背景技术

煤炭是重要的战略能源，煤矿开采中随着优质浅埋藏煤层开采殆尽，煤矿开采进入深部，煤矿灾害频率会随之增加。

目前煤矿灾害监测主要是电感式、点式监测为主，但矿井水灾将引发井下通讯瘫痪、供电中断，监测设备将会失去作用，导致无法探测井下水情以及各个巷道水位情况。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种矿井水灾水位感知与探测装置，以解决在井下发生水灾电源被切断情况下，对矿井巷道全域进行水情感知及水位探测的技术问题。

本发明矿井水灾水位感知与探测装置，包括光纤、向光纤发送光脉冲的光源装置和处理光纤返回信号的信号处理装置，所述光纤布置在矿井巷道壁上，且光纤呈正弦波或三角波形状沿矿井巷道延伸。

进一步，所述光纤的波峰靠近巷道的顶部，光纤的波谷靠近巷道的底部。

进一步，所述光纤外包覆有对温度敏感的金属层。

本发明的有益效果：

本发明矿井水灾水位感知与探测装置，其能在井下发生水灾断电后，通过沿矿井巷道布置的呈正弦波或三角波形状的光纤来感测矿井全域水情及水位情况，避免了现有煤矿水灾监测装置在井下断电后无法工作的技术问题。且本发明矿井水灾水位感知与探测装置能对矿井巷道全域进行探测，探测范围广。

附图说明

图1为矿井水灾水位感知与探测装置的立体结构示意图。

图2为光纤温度传感原理图；

图3为由信号处理装置得到的温度变化与光纤距离的曲线关系图；

图4为水位高度计算原理图。

具体实施方式

本实施例矿井水灾水位感知与探测装置，包括光纤1、向光纤发送光脉冲的光源装置2和处理光纤返回信号的信号处理装置3，所述光纤布置在矿井巷道壁上，且光纤呈正弦波或三角波形状沿矿井巷道延伸。

本实施例中，所述光纤的波峰靠近巷道的顶部，光纤的波谷靠近巷道的底部，能更全面的探测出巷道内的水位情况。当然在具体实施中，光纤的波峰距离巷道的顶部的位置和光纤的波谷距离巷道底部的位置可根据需要调整。

作为对上述实施例的改进，所述光纤外包覆有对温度敏感的金属层，本改进使得光纤能对温度更敏感。

本实施例矿井水灾水位感知与探测装置，其利用光纤探测巷道水位的原理如下：

利用光纤探测温度的原理是已知的，基本原理如下：

式中，R(T)为温度变化，I_s和I_as分别为斯托克斯光的强度和反斯托克斯光的强度，h为普朗克常数，k为玻尔兹曼常数，△v为拉曼频移，T为绝对温度，V_s、V_as分别为斯托克斯光的散射频率和反斯托克斯光的散射频率。