分布式光纤温度传感器在煤矿冻结建井中的应用.pdf

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1、154传感器与微系统(TransducerandMierosystemTechnologies)2014年第33卷第6期分布式光纤温度传感器在煤矿冻结建井中的应用丁楠，胡传龙，于紧昌，刘亚南(中国电子科技集团公司第八研究所，安徽合肥230000)摘要：冻结建井法是当今煤矿建井的有效施工方法，监测和研究冻结过程中温度及其变化规律，对冻结建井现场施工和技术的发展具有重要的指导意义。介绍了分布式光纤温度传感器的基本原理，并以口孜东煤矿为例探讨了其在煤矿冻结建井温度监测过程中的实际应用。对比了分布式光纤温度传感器和传统单总线温度

2、传感器在现场测温实验中的性能，指出了在同样的测温精度下，分布式光纤温度传感器可以实现空间上的连续测量，克服了传统传感器浈0量点少、故障率高的缺点。实验结果显示：分布式光纤温度传感器能够很好地在煤矿冻结建井中应用。关键词：冻结建井；分布式光纤温度传感器；拉曼散射；光时域反射中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1000-9787(2014)06-0154-03Applicationofdistributedfiber-optictemperaturesensorinshaft-sinkingbyfreezingin

3、coalmineDINGNan，HUChuan—long，YUJin—chang，LIUYa—nan(No．8ResearchInstitute，ChinaElectronicsTechnologyGroupCorporation，Hefei230000，China)Abstract：Sofar，shaft—sinkingbyfreezingisaneffectivemethodforcoalmineconstruction，monitoringandresearchingtemperatureandvariationr

4、uleinprocessingoffreezingisofgreatsignificanceforconstructionofshaft—sinkingbyfreezinganddevelopmentoftechniques．Thebasicprinciplesofdistributedfiber-optictemperaturesensorisintroduced，andapplicationinKouzidongprojectasexampleinmonitoringoftemperatureofshaft—sink

5、ingbyfreezingincoalmineisalsodiscussed．Comparedwiththeperformanceoftraditionalsingle—bustemperaturesensorintemperatm'emeasuringexperiment，itisfoundthatthedistributedfiber-optictemperaturesensorCaDrealizecontinuousmeasurementforspatialinthecaseofthesametemperature

6、measuringprecision，overcomedisadvantagesoftraditionalsensors，suchaslessmeasuringpointandhi【gbfaultrate．Experimentalresultsshowthatdistributedoptical—fibertemperaturesensorcanplayanimportantroleinshafl—sinkingbyfreezingincoalmine．Keywords：shaft—sinkingbyfreezing；d

7、istributedfiber—optictemperaturesensor；Ramanscattering；opticaltime—domainreflectometer(OTDR)0引言分布式光纤温度传感器采用光纤拉曼散射效应测温，能近年来，煤矿矿井逐步向深厚冲积层的深井建设发展，够连续监测测温光缆分布区域的温度场变化，具有实时在在深厚表土层或软岩层中建设井简，冻结法是穿越不稳定线、抗电磁干扰、绝缘性好等优点，非常适合煤矿冻结建井的厚表土层或软岩层的有效施工方法。冻结建井技术的关过程中温度场的实时监测。键是冻结壁的强

8、度与稳定性的问题，这主要取决于冻结壁1分布式光纤温度传感器的基本原理的厚度和冻结壁的温度。冻结壁不同层位、不同方位的温1．1系统架构’度变化都会影响冻结力的大小。研究矿井在冻结和融化过分布式光纤温度传感器利用激光在光纤中传输时产生程中温度形成和变化规律，对正确解决冻结与掘砌的关系的自发拉曼(Raman)散射和光时域反