ＳｅｒｉａｌＮｏ．４９５

现代矿业

ＭＯＲＤＥＮＭＩＮＩＮＧ

Ｊｕｌｙ．２０１０

总第４９５期２０１０年７月第７期

光纤压力传感器在煤矿中的应用研究

戴

峻

赵华玮

苗可彬

（煤炭科学研究总院沈阳研究院）（煤炭科学研究总院矿山安全技术研究分院）

摘要：针对目前煤矿安全监控系统中传感器存在的检测精度低、稳定性差、可靠性差和易受

电磁干扰等问题，将新颖的光纤传感技术应用于煤矿行业。重点讨论了光纤压力传感技术在煤矿

中的几种应用方案，如煤车称重、锚杆应力、水位等压力应力检测等。研究结果表明，光纤传感本质安全、耐腐蚀、灵敏度高、使用寿命长，非常适用于煤矿生产环境参数检测，为改进煤矿安全监控系统提供了新颖的思路和切实可行的解决方案。

关键词：光纤传感；光纤布拉格光栅；煤炭安全中图分类号：ＴＰ２１２．９

文献标识码：Ａ

文章编号：１６７４枷８２（２０１０）０７枷４８旬３

Ｍｉｎｅ

ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｔｕｄｙｏｆＯｐｔｉｃａｌＦｉｂｅｒＰｒｅｓｓｕｒｅＳｅｎｓｏｒｉｎＣｏａｌ

ＤａｉＪｕｎｌ

ＺｈａｏＨｎａｗｅｉ２

ＭｉａｏＫｅｂｉｎ２

（１．Ｓｈｅｎｙａｎｇ

Ｒｅｓｅａｒｃｈ

ＢｒａｎｃｈｏｆＣｈｉｎａＣｏａｌＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ；２．ＭｉｎｅＳａｆｅｔｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｅｓｅａｒｃｈＢｒａｎｃｈ－ＣｈｉｎａＣｏａｌ

Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍａｔｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｅｘｉｓｔｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｍｉｎｅｕｓｅｄ

ｓｅｎｓｏｒｓ

ｉｎｃｏａｌｍｉｎｅｓａｆｅｔｙｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ

８０

ｓｙｓｔｅｍ－ｓｕｃｈ

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ｌｏｗａｃｃｕｒａｃｙ、ｐｏｏｒｓｔａｂｉｌｉｔｙ～ｌｏｗｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ、ｅａｓｙｔｏｂｅｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｉｎｔｅｒｆｅｒｅｄａｎｄ

ｎｏｖｅｌｆｉｂｅｒ－ｏｐｔｉｃｓｅｎｓｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｆｏｒｃｏａｌｍｉｎｅｉｎｄｕｓｔｒｙ．Ｓｅｖｅｒａｌｋｉｎｄｓｏｆａｐｐｌｉｃａ－

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ｓｕｒｅ

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ｓｔｒｅｓｓ

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ＳＯ

ｏｎ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉ—

ｃａｔｅ

ｔｈａｔｄｕｅｔｏｉｎｔｒｉｎｓｉｃａｌｌｙｓａｆｅ、ｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ、ｈｉｓｈｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ、ｌｏｎｇｌｉｆｅ，ｔｈｅｆｉｂｅｒｓｅｎｓｉｎｇｉｓ

ｗｉｄｅｌｙｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｃｏａｌｍｉｎｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ。ａｎｄｉｔｐｒｏｖｉｄｅｓｔｈｅｉｎ—

ｎｏｖａｔｉｖｅｉｄｅａａｎｄｐｒａｃｔｉｃａｌｓｏｌｕｔｉｏｎｆｏｒｃｏａｌｍｉｎｅｓａｆｅｔｙｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｆｉｂｅｒｓｅｎｓｉｎｇ；Ｆｉｂｅｒｂｒａｇｇｇｒａｔｉｎｇ；Ｃｏａｌｍｉｎｅｓａｆｅｔｙ

１引言问题，例如，用于甲烷检测的热导及催化元件传感器受到使用寿命和零点及灵敏度漂移的限制，不仅使得传感器的标定和更换非常麻烦，而且变相地增加了设备成本。同时，催化元件与热导元件极容易受到环境因素的影响，如温度、湿度、风速等，其稳定性和准确度也受到了挑战。

光纤传感是近几年发展起来的一项新型传感技术，由于其具有本质安全、耐腐蚀、漂移小、灵敏度高、使用寿命长并且便于与光纤环网通信系统融合等一系列独特优势，已广泛应用于油井、电力、建筑等高危行业。同时，光纤传感器也非常适用于煤矿井下单点或多点多参数检测，是煤矿安全监控的理想选择。笔者重点介绍几种煤矿中应用潜力非常巨大的光纤压力传感器’，旨在探索和挖掘光纤传感器在煤矿行业中的潜在应用。

近些年中国煤炭行业迅猛发展，已成为世界产煤第一大国。我国大多煤矿开采条件复杂，其安全问题逐渐成为制约煤炭行业可持续发展的重要因素之一，行业内每年因瓦斯爆炸、煤矿塌陷等意外造成的生命和财产损失日益严峻，煤矿安全成为了国内重大的社会和经济问题…。鉴于国内煤炭安全问题频出，煤矿安全监控行业也逐渐被人们所重视，先进而可靠的监控技术可以极大的提高和保障煤矿安全生产能效，并且可以预测或预警事故的发生。

目前所开发出的传感器已解决了煤矿安全生产中的一些问题，但传统的传感技术越来越面Ｉ临一些

戴峻（１９６８一），男，辽宁抚顺人。高级工程师，１１３００１辽宁省抚顺市。４８

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