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龙图腾网获悉中煤科工西安研究院(集团)有限公司申请的专利一种采空区料浆充填自动监测装置及方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116717315B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-16发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310854498.7，技术领域涉及：G02F2/00；该发明授权一种采空区料浆充填自动监测装置及方法是由丛琳;王海军;王云宏;崔伟雄;鲁晶津;王盼;袁博;陈崇枫设计研发完成，并于2023-07-12向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种采空区料浆充填自动监测装置及方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种采空区料浆充填自动监测装置及方法，该监测装置包括充填分站、监测分站和井下总控制端；随着采煤工作面向前移动，传感光缆将自动布置于采空区，在料浆充填过程中通过解调主机实时监测传感光缆温度和应变参数，通过井下总控制端对各分站的数据进行综合处理，评定各充填套管料浆填充效果，并智能控制是否停止充填以及凝结后的工作面推进。本发明能判断料浆填充效果，监测效果好。

本发明授权一种采空区料浆充填自动监测装置及方法在权利要求书中公布了：1.一种采空区料浆充填自动监测方法，其特征在于，通过采空区料浆充填自动监测装置实现，该装置包括充填分站、监测分站和井下总控制端；各充填分站分别布置于各充填套管下方的采空区，监测分站设在相邻两个充填分站之间的中间位置；充填分站和监测分站的数据均通过无线传输到井下总控制端进行集中监测； 所述充填分站和监测分站均包括解调主机、储缆绞车和分布式传感光缆，解调主机设在采空区液压支架操作平台上并能实时监测采空区分布式传感光缆数据，储缆绞车能存储及收放分布式传感光缆，分布式传感光缆一端与解调主机相连，另一端通过锚定短节固定在采空区后方的预留煤柱处；随着采煤工作面向前推进，分布式传感光缆通过储缆绞车被动放缆，布设于待充填采空区，并自动完成分布式传感光缆预拉应变调节，通过解调主机实时监测分布式传感光缆采集的数据； 该方法包括以下步骤： 步骤1，设置各充填分站和监测分站：将各充填分站分别布置于各充填套管下方的采空区，监测分站设在相邻两个充填分站之间的中间位置； 步骤2，布设分布式传感光缆：将分布式传感光缆一端固定于预留煤柱，通过储缆绞车收放分布式传感光缆并使分布式传感光缆保持水平拉直状态布设于采空区； 步骤3，对分布式传感光缆进行预拉伸：由于初始状态的光缆只能进行拉伸变形的监测，而不能进行收敛变形的监测，因此在布设光缆后对其进行预拉伸使其具有预应变，光缆预拉伸调节长度为，其中，为预先设定的光缆的预应变值，为每条光缆上每个采样点的拉伸压缩应变所求取的平均应变值；光缆预拉伸调节长度反馈给储缆绞车进行分布式传感光缆预拉应变调节； 步骤4，监测分布式传感光缆应变及温度对应变监测的补偿：解调主机通过分布式回波反射探测光回波，光电转换后通过温度补偿识别光缆不同区段的温度和应变信息，由温度变化而引起的应变为： = 上式中，为光缆拉伸压缩应变，为解调主机监测到的总应变，为光纤变形后的延迟时间，为光纤变形前的延迟时间，c为光速，N为光纤折射率，和分别为温度-应变光学校正因子、应变光学校正因子，通过该式，解调主机能实时解算监测出分布式传感光缆不同位置的温度和应变参量； 步骤5，充填期监测：每个充填套管下方充填分站的分布式传感光缆均匀布置7个采样点，最中间的采样点位于充填套管出口正下方，同时在充填套管左右两侧平行分布着的两个监测分站也分别均匀布置7个采样点，从而在每个填充套管口正下方周围矩阵式分布3×7个采样点，构成对料浆充填套管的监测网络，解调主机实时监测分布式传感光缆应变值，并采用高斯滤波对充填套管周围布3×7个监测应变值进行综合评价，采用核的大小为3×7，通过实验室模拟试验进行系数权重分配，，如下式： 最终经过高斯滤波得到充填套管对应范围内的应变值，当该值大于充填阈值时，则认为充填完毕，此时自动控制对应孔口料浆泵，停止料浆充填； 步骤6，膨胀期监测：停止料浆充填后，充填进入膨胀期，此时料浆产生水化反应，内部温度逐渐升高，充填体膨胀，解调主机监测到分布式传感光缆产生拉伸应变，应变值不断升高，解调主机实时提示分布式传感光缆不同位置的温度数据，当温度超过阈值时，解调主机报警，在对应位置采取降水降温措施防止采空区火灾； 步骤7，收缩期监测：当解调主机监测到分布式传感光缆应变值开始下降，充填进入收缩期，根据不同料浆收缩期所对应的应变值建立基础关系函数，并对比通过高斯滤波解算得到充填套管对应范围内的应变值和对应时刻的应变值的关系，实时调节凝结过程，并自动判断充填效果。

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