由于煤礦礦區特殊的地質條件,隨著掘進面的推進,隨之而來的是地應力的增大,豎井深部巖體結構和構造更加復雜,巖石力學性狀、強度指標、變形特征、破壞特性均不同于淺部,煤礦豎井井筒深、表層厚度大,深部高應力下的地質災害時有可能發生。
隨著國家對煤礦安全生產工作的日益重視,以及煤礦企業現代化管理的需求,為保證井筒使用安全,對豎井井筒健康狀況進行實時、連續在線監測,并建立井筒使用過程中安全狀況評價體系,展開預測、預報,為井筒維護和治理提供科學依據,對于提高煤礦生產的安全性和生產效率都有十分重要的意義,而先進的監測手段是達到這一目標的必要保障。
光纖Bragg光柵技術作為一項新技術目前尚未在煤礦系統中普遍應用。與傳統技術相比,光纖光柵技術在煤礦工業應用中有許多突出優點:
一是光纖傳輸,現場無需供電;
二是完全電絕緣,不受電磁干擾及核輻射的影響;測量精度和分辨率高,例如測溫精度為0.5℃,測溫分率辨為0.1℃,位移達到1毫米,應力達到一個微應變;速度快,1秒鐘內可完成多至萬個監測點的數據采集與傳輸;
三是可長期應用于高溫、高濕及存在化學侵蝕等的惡劣環境;絕對量測量,無零漂,光源衰減和線路損耗不影響測量精度;
四是可遠程傳輸,距離可達數公里至數十公里,易于組網;
五是長壽命,易安裝,維護簡便等,只要有光纖通過,任何位置都可以測量。
監測目標概況
主要實現井筒變形、收斂、內力、接縫、滲壓等參數監測。針對該項目情況,擬利用FBG光纖傳感器對煤礦豎井健康情況進行監測,主要應用傳感器包括:
1、利用FBG光纖應變傳感器,實現豎井表面變形及應力監測;
2、利用FBG光纖錨桿計,實現豎井巖層內力監測;
3、利用FBG位移計,實現工作縫監測;
4、利用FBG位移計,實現井筒收斂監測;
5、利用FBG光纖壓力傳感器,實現豎井滲壓監測; 
豎井健康監測系統構成及安裝示意圖
系統特點
1. 無源傳感器,無需考慮供電問題;
2. 本質安全,無安全隱患;
3. 光纜傳輸,信號傳輸距離遠,不受電磁干擾,信號穩定可靠;
4. 多參量同光纜傳輸,同時采集,所用設備少系統簡單;
5. 實時連續監測,快速響應。