巷道围岩智能感知理论与实践

本书全面系统阐述了基于光纤光栅传感技术的煤矿巷道围岩智能感知理论与实践应用，概括了我国煤矿典型矿区巷道围岩智能感知研究的近期新成果、经验及可供借鉴的国内优选巷道围岩智能感知技术。内容包括光纤光栅感知原理和传感特性、巷道锚固岩体收敛智能感知技术、巷道围岩应力智能感知技术、巷道锚杆（索）受力载荷智能感知技术、巷道顶板离层智能感知技术及巷道围岩智能感知云平台设计与实现。本书可作为采矿工程专业智能开采的参考书，也可供从事煤矿开采的生产技术管理、科研、设计等部门人员参考。

序
前言
变量注释表
第1章 绪论
1.1 巷道围岩智能感知研究背景
1.2 巷道围岩智能感知国内外研究现状
1.2.1 光纤光栅传感技术
1.2.2 智能格栅技术
1.2.3 锚固岩体力学行为
1.2.4 采动应力监测方法
1.2.5 煤矿巷道收敛变形监测技术
1.2.6 顶板离层仪的发展
1.2.7 J2EE软件开发技术及云平台技术
第2章 光纤光栅感知原理和传感特性
2.1 光纤光栅传感基础理论
2.1.1 光纤的基本结构
2.1.2 光纤光栅耦合模理论
2.1.3 光纤光栅传输矩阵理论
2.2 光纤光栅感知原理
2.2.1 FBG的中心波长感知原理
2.2.2 FBG的3dB带宽感知原理
2.3 光纤光栅传感特性
2.3.1 光纤光栅温度传感特性
2.3.2 光纤光栅应变传感特性
2.3.3 光纤光栅应变-温度交叉敏感特性
第3章 巷道锚固岩体收敛智能感知技术
3.1 巷道锚固岩体收敛特征感知
3.1.1 FBG曲率传感原理
3.1.2 矿用FBG智能格栅系统的构建
3.1.3 基于二维变形重构的FBG智能格栅感知性能试验
3.1.4 基于三维变形重构的FBG智能格栅感知性能试验
3.2 巷道锚固岩体力学状态感知
3.2.1 光纤光栅自感知锚杆的结构设计
3.2.2 光纤光栅自感知锚杆的感知原理
3.2.3 光纤光栅自感知锚杆的结构实现
3.2.4 光纤光栅自感知锚杆的性能测试
3.3 光纤光栅的金属化原理及封装工艺
3.3.1 光纤光栅金属化预处理
3.3.2 光纤光栅金属化化学镀铜工艺
3.3.3 光纤光栅金属化电镀锌工艺
3.4 现场工程应用
3.4.1 工程概况
3.4.2 感知系统组成及传感器布置
3.4.3 现场应用结果及分析
第4章 巷道围岩应力智能感知技术
4.1 光纤光栅钻孔应力计设计理论
4.1.1 建立力学模型
4.1.2 相互作用分析
4.2 光纤光栅钻孔应力计结构设计
4.2.1 设计原理
4.2.2 设计方案与分析
4.3 光纤光栅压力计设计
4.3.1 设计原理
4.3.2 结构组成与设计
4.3.3 理论分析
4.3.4 仿真分析
4.3.5 性能测试与结果分析
4.4 现场工程应用
4.4.1 工程概况
4.4.2 感知系统组成及传感器布置
4.4.3 现场应用结果及分析
第5章 巷道锚杆（索）受力载荷智能感知技术
5.1 光纤光栅测力锚杆设计
5.1.1 现有光纤光栅测力锚杆存在问题
5.1.2 改进型光纤光栅测力锚杆设计原理
5.1.3 增敏、减敏FBG应变传感器原理
5.1.4 改进型光纤光栅测力锚杆结构
5.1.5 改进型光纤光栅测力锚杆封装与处理
5.1.6 矿用光纤光栅测力锚杆调试安装方法
5.2 光纤光栅测力锚杆试验测试
5.3 光纤光栅锚杆（索）测力计设计
5.3.1 传感器结构设计理论
5.3.2 传感器结构有限元仿真
5.3.3 传感器性能测试
5.4 现场工程应用
5.4.1 工程概况
5.4.2 感知系统组成及传感器布置
5.4.3 传感器现场安装
5.4.4 现场应用结果及分析
第6章 巷道顶板离层智能感知技术
6.1 光纤光栅顶板离层仪设计理论
6.1.1 常见光栅位移传感器理论特性分析
6.1.2 三种悬臂梁上光栅波长与应变的关系
6.2 光纤光栅顶板离层仪设计及性能测试
6.2.1 光纤光栅顶板离层仪结构设计
6.2.2 光纤光栅顶板离层仪精度分析
6.2.3 光纤光栅顶板离层仪性能测试
6.2.4 实验数据分析
6.3 现场工程应用
6.3.1 工程概况
6.3.2 感知系统组成及传感器布置
6.3.3 现场应用结果及分析
第7章 巷道围岩智能感知云平台设计与实现
7.1 巷道围岩智能感知云平台需求分析
7.1.1 巷道围岩监测云平台的应用分析
7.1.2 巷道围岩监测云平台的功能及要求
7.1.3 回采巷道支护监测需求分析
7.2 巷道围岩光纤感知云平台数据采集
7.2.1 巷道围岩监测的数据采集
7.2.2 巷道围岩监测的数据转换
7.2.3 巷道围岩监测的数据结构
7.3 巷道围岩光纤感知云平台总体架构设计
7.3.1 巷道围岩监测系统总体架构
7.3.2 巷道围岩监测云平台网络设计
7.3.3 巷道围岩监测数据的存储设计
7.4 巷道围岩光纤感知云平台实现及工业试验
7.4.1 巷道围岩监测云平台的实现
7.4.2 巷道围岩监测系统的云端实现
7.4.3 现场工程应用
参考文献