基于光纤传感技术的智能矿山无人化巡检系统研究

作者：王飞

来源：煤炭科学技术, 2021, S2: 263-267.

• 智能矿山
• 无人化
• 直线轨道
• 巷道巡检
• 光纤微振感知技术
• 声波场特征

智能矿山建设主要目标是实现矿井作业少人化乃至无人化，当前，煤矿智能化建设主要方向集中在设备远程集中控制、提高智能化开采、研发智能化掘进、推广固定岗位无人值守、降低辅助运输装备安全风险、开发特定作业任务机器人、整合矿企生产经营管理平台等方面。由于地面人员对井下环境感知覆盖度较低，采用增加传感器的方式全面提升监测范围成本高难度大，所以井下巷道巡检仍需人工完成，缺乏有效替代产品和技术，严重制约智能矿山建设进程。针对上述问题，提出以光纤微振感知技术全面巡检井下巷道的理论，设定巷道巡检场景。由于光纤传感测量距离远、灵敏度高、寿命长，成本低、不用电、无火花、防辐射、耐高低温、耐高压电、耐强磁场等优良特性，利用分布式光纤微振感知技术，无需对现场光纤做任何调整和改造，解调光纤晶格产生的瑞利背向回波振动能量差，即可得到该点的振动频率，经过系列算法实现现场的声音还原。结果表明：利用光纤传感技术设计的设备运行状态感知、巷道安全监测预警、煤矿救援定位、事故溯源分析等应用场景具有很强的实用价值，可以有效解决智能矿山的无人化巡检问题。