本文關鍵詞：FBG傳感網在煤礦巷道監(jiān)測分析系統(tǒng)中的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：煤礦巷道的掘進、支護和長期使用中,由于采煤作業(yè),導致巷道圍巖受力情況變得復雜,巷道變形速度加快,可用壽命減少,嚴重情況下甚至會造成坍塌等災害,影響煤礦生產的正常秩序,給人員帶來傷亡,給設備帶來損壞。對巷道圍巖結構進行分析,對巷道變化進行實時監(jiān)測,對巷道的穩(wěn)定性進行分析,以掌握巷道的運營工作狀況,當發(fā)生異常情況時及時采取措施,防止突發(fā)災害的發(fā)生。目前,對煤礦巷道圍巖壓力和離層位移的監(jiān)測多采用機械式頂板離層儀和礦壓觀測儀,由技術人員現場觀測,手動記錄監(jiān)測數據,這種方式觀測不方便,誤差比較大,數據實時性差,且設備供電可能出現在瓦斯現場,對監(jiān)測人員產生安全風險。因此對煤礦巷道圍巖存在的問題進行結構分析,并研制針對離層位移、圍巖壓力的在線監(jiān)測分析系統(tǒng),將巷道的運行狀況實時傳輸到地面數據中心,對圍巖和離層變化嚴重的區(qū)域及早進行加護,避免嚴重災害的發(fā)生 FBG傳感器為本質安全型傳感器,施工現場只有光信號進入,可滿足井下工程較高的防爆要求。研制了一種基于FBG傳感器網絡的在線監(jiān)測系統(tǒng),對安徽淮北礦業(yè)朱仙莊煤礦南二風井巷道掘進區(qū)域的離層位移、圍巖壓力的變化情況進行遠程在線監(jiān)測,設計一種去噪非線性回歸分析模型對巷道穩(wěn)定性進行分析和預測,并在監(jiān)測分析系統(tǒng)中實現。本文的主要研究內容如下 1、依照煤礦巷道的概況對巷道圍巖進行有限元模型的建立,并對圍巖的位移場和應力場進行分析,以此來確定圍巖位移和壓力的薄弱點。在巷道圍巖薄弱點安裝FBG傳感器,在巷道每個斷面拱頂上方正中間位置安裝FBG位移傳感器,在斷面3和斷面4中間位置拱頂的左右45°和60°位置安裝FBG土壓力傳感器。 2、將FBG傳感器連接組網,對相關設備進行防爆處理,建立起井下監(jiān)測網和辦公環(huán)網融合。將井下監(jiān)測網通過交換機與井下工業(yè)以太網相連,工業(yè)以太網與井上辦公環(huán)網連接,達到雙網融合的目的。最終實現井下700米數據采集,井上監(jiān)控中心實時監(jiān)測分析。 3、開發(fā)巷道在線監(jiān)測分析系統(tǒng),實時顯示井下各監(jiān)測點的監(jiān)測信息,實時報警；對各監(jiān)測點爆破時刻的時序趨勢進行分析；提供其他必須功能如報表打印、人員管理、系統(tǒng)各參數管理等。 4、建立去噪和未去噪的非線性回歸分析模型對監(jiān)測數據進行處理分析,對比三種模型(指數函數模型、對數函數模型和雙曲函數模型)的模擬曲線與監(jiān)測時序曲線,將三種模型應用到在線監(jiān)測分析系統(tǒng)中,應用三種模型預測一段時間內監(jiān)測點的走勢,得出去噪分析模型模擬分析結果更為可信.且巷道的穩(wěn)定性在未來一段時間內不會發(fā)生較大波動的結論。
【關鍵詞】：煤礦巷道 有限元分析 FBG傳感網 在線監(jiān)測分析系統(tǒng) 去噪的非線性回歸分析
【學位授予單位】：昆明理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TD76
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-20
• 1.1 研究目的與研究意義12
• 1.2 煤礦巷道的監(jiān)測分析對象12-13
• 1.3 煤礦巷道監(jiān)測分析的研究現狀13-16
• 1.3.1 圍巖結構分析的研究現狀13-14
• 1.3.2 監(jiān)測系統(tǒng)的研究現狀14-16
• 1.3.3 巷道穩(wěn)定性分析方法16
• 1.4 FBG傳感網的應用16-18
• 1.5 小結18-20
• 第二章 朱仙莊煤礦巷道結構分析20-26
• 2.1 引言20
• 2.2 巷道結構現狀及其影響因素20-21
• 2.3 有限元分析的基本理論21-22
• 2.4 有限元模型22-25
• 2.4.1 有限元模型的建立22-23
• 2.4.2 圍巖位移場分析23-24
• 2.4.3 圍巖應力場分析24-25
• 2.5 小結25-26
• 第三章 FBG傳感網絡與工業(yè)環(huán)網融合26-36
• 3.1 引言26
• 3.2 監(jiān)測設備防爆處理26-27
• 3.3 傳感器網絡的綜合布線27-31
• 3.3.1 傳感器安裝拓撲27-28
• 3.3.2 傳感網的線路測試28-31
• 3.4 傳輸通道設置31-32
• 3.4.1 波分復用分布式FBG傳感網原理31
• 3.4.2 FBG傳感器的傳輸通道劃分31-32
• 3.5 井下井上雙網融合32-33
• 3.6 小結33-36
• 第四章 煤礦巷道在線監(jiān)測分析系統(tǒng)36-50
• 4.1 引言36
• 4.2 系統(tǒng)用例設計36-38
• 4.3 數據庫設計38-43
• 4.3.1 庫表結構設計38-41
• 4.3.2 庫表之間關系設計41-43
• 4.3.3 觸發(fā)器和存儲過程設計43
• 4.4 實時監(jiān)測設計與實現43-46
• 4.4.1 實時監(jiān)測設計43-44
• 4.4.2 實時監(jiān)測的實現44-46
• 4.5 爆破時序趨勢46-49
• 4.6 小結49-50
• 第五章 巷道穩(wěn)定性分析模型與實現50-66
• 5.1 引言50
• 5.2 去噪的非線性回歸分析模型50-54
• 5.2.1 去噪模型51-52
• 5.2.2 指數函數模型52-53
• 5.2.3 對數函數模型53-54
• 5.2.4 雙曲函數模型54
• 5.3 評價方法54-55
• 5.4 模型對比分析55-59
• 5.4.1 位移對比分析55-57
• 5.4.2 壓力對比分析57-59
• 5.5 模型的實現59-62
• 5.6 模型預測62-64
• 5.7 小結64-66
• 第六章 總結與展望66-68
• 6.1 總結66-67
• 6.2 展望67-68
• 致謝68-70
• 參考文獻70-74
• 附錄A 攻讀碩士學位期間的研究成果74

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

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  本文關鍵詞：FBG傳感網在煤礦巷道監(jiān)測分析系統(tǒng)中的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：490788