[发明专利]一种适用于大变形监测的螺旋式光纤及其应用方法

说明书

本发明涉及光纤技术领域，具体为一种适用于大变形监测的螺旋式光纤及其应用方法，本发明中，只需要预打孔安装，有效避免光纤在安装过程中产生的断裂状况，且铠装光纤呈螺旋状，当被监测岩层发生位移时，由于拉伸作用而易导致内橡胶管、外橡胶管被破坏，缠绕在内橡胶管上呈螺旋状的铠装光纤被展开具有一定延展性从而不会产生断裂，避免不必要的经济损失，有效的监测巷道岩层移动，有助于判断巷道围岩的稳定性。

技术领域

本发明涉及光纤技术领域，尤其涉及一种适用于大变形监测的螺旋式光纤及其应用方法。

背景技术

近年来，随着我国煤矿开采技术的不断提高，我国煤矿行业得到更好更快的发展，但是随着煤矿开采深度的不断加深，煤矿的矿山压力显现更加明显，造成的灾害越来越严重，顶板离层是巷道围岩变形和破坏的主要形式之一，对于锚杆支护巷道来说，顶板离层则是最大的安全隐患；

巷道顶板的离层位移数据需要随时进行监测，以便了解锚杆的支护参数设定的合理性、顶板的稳定性和巷道顶板上覆岩层裂隙位置的发育等情况，当顶板离层超过一定范围，如果不及时采取支护措施，便会发生冒顶等恶性顶板事故，目前，我国煤矿井下常用的顶板离层监测装置多为机械式巷道顶板离层指示仪和借助电器元件以声光方式报警的巷道顶板离层指示仪，虽然这些手段对预防顶板冒落起到积极作用，但是上述监测手段仍具有以下缺点：均采用人工定时观察测量顶板离层状况，在井下读数不便，读数人为误差较大、精度不高，不能实现顶板离层的自动连续监测和数据传输，同时不能很好的对顶板离层数据进行预警，对巷道和采掘工程安全的可靠性带来很大的影响；

因此，为了及时科学准确地进行锚杆支护巷道顶板离层的实时在线监测及预警，并及时有效的采取相应措施，对阻止顶板失稳及顶板离层自动监测，避免突发性破坏的发生具有重要意义；

光纤测量是在巷道设置观测点，在整个巷道掘进期间对巷道围岩及两帮进行全程监测，为巷道围岩和两帮发生事故起到预警作用的一种方法，光纤测量是巷道常用的一种观察围岩变化的一种方法，其主要仪器有光纤和应变测量仪，主要用来观测巷道围岩的变形情况，光纤测量工作原理主要是通过光纤对围岩顶板和两帮进行监测并获得数据，但现有技术的安装过程中，经常会出现光纤断裂，安装困难等情况，而且会借助瓦斯抽采管、钻头等其他工具进行安装，费时费力且存在安全隐患，在监测过程中光纤也会因为巷道围岩变形较大而产生的断裂从而造成大量经济损失；

针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

发明内容

本发明的目的在于：无需借助瓦斯抽采管、钻头等其他工具进行安装，只需打孔安装，有效避免光纤在安装过程中产生的断裂，操作非常方便，且铠装光纤呈螺旋状，当被监测岩层发生位移时，由于拉伸作用而易导致内橡胶管、外橡胶管被破坏，缠绕在内橡胶管上呈螺旋状的铠装光纤被展开具有一定延展性从而不会产生断裂，避免不必要的经济损失，有效的监测巷道岩层移动，有助于判断巷道围岩的稳定性，因此本发明制作简单、操作方便，造价低廉、实用性强，无需借助瓦斯抽采管、钻头等其他工具进行安装，有效避免光纤在监测过程中由于被监测岩层发生位移而产生的断裂省时省力；

还通过将铠装光纤插入到V形缠绕嘴后，再将铠装光纤穿过限位通块的通孔，并继续向下送铠装光纤，使其穿过外管体、出料管，再将内橡胶管穿过V形缠绕嘴、外管体、出料管，将铠装光纤和内橡胶管拉直后，控制外橡胶管的溶液进入到外管体内并从出料管流出并控制其凝固，将牵引轮抵接到外橡胶管外，启动缠绕电机工作，并通过部件的传动带动V形缠绕嘴旋转，V形缠绕嘴旋转后通过限位通块带动铠装光纤以内橡胶管的中轴线为圆心进行圆周运动，从而将铠装光纤缠绕于其表面，当铠装光纤缠绕内橡胶管的表面后，再进入到外管体内，外橡胶管的溶液对其进行渗透形成外橡胶管，牵引轮则不停牵引外橡胶管，从而进行持续性生产的工作，从而节约人工绕线和人工穿线的时间成本，并对应单个或多个生产线保证对应生成单个或多个螺旋式光纤，提高生产效率，降低生产的劳动强度。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：