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龙图腾网获悉安徽理工大学申请的专利一种光纤预测巷道顶板垮落的应用及使用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：CN116696482B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-12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：202310914007.3，技术领域涉及：E21F17/18；该发明授权一种光纤预测巷道顶板垮落的应用及使用方法是由赵光明;张浩;秦庆举;朱世奎;王健;程详;许文松;刘崇岩;孟祥瑞设计研发完成，并于2023-07-25向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种光纤预测巷道顶板垮落的应用及使用方法在说明书摘要公布了：本发明提供一种光纤预测巷道顶板垮落的应用及使用方法，涉及光纤相关技术领域，包括：沿巷道走向方向将光纤固定在巷道顶板上；当巷道顶板上围岩发生位移掉落时，光纤在掉落位置产生光纤突变点；利用光纤输出设备获取光纤突变点的位置信息；通过对光纤突变点的位置信息进行分析，得到巷道顶板的变化信息，当变化信息中任意一项参数不处于预设的正常阈值时，则对巷道垮落位置进行加强支护；通过对巷道顶板的变化信息进行分析得到预测巷道垮落位置信息。本发明通过光纤输出设备实时监测巷道顶板的应力应变信息，能够及时发现围岩位移掉落等问题，提高对巷道安全的监测效果，且利用光纤突变点的位置信息，可以准确地确定巷道顶板发生变化的位置。

本发明授权一种光纤预测巷道顶板垮落的应用及使用方法在权利要求书中公布了：1.一种光纤预测巷道顶板垮落的应用，其特征在于，包括：沿巷道3走向方向将光纤1固定在巷道顶板2上； 当巷道顶板2上围岩发生位移矸石掉落时，光纤1在掉落位置产生光纤突变点4；利用光纤输出设备获取光纤突变点4的位置信息；通过对光纤突变点4的位置信息进行分析，得到巷道顶板2的变化信息，当变化信息中任意一项参数不处于预设的正常阈值时，则对巷道3垮落位置进行加强支护；通过对巷道顶板2的变化信息进行分析得到预测巷道3垮落位置信息； 所述利用光纤输出设备获取光纤突变点4的位置信息，具体为： 获取光纤1实时监测巷道顶板2的应力应变信息并由光纤输出设备将巷道顶板2的应力应变信息发送到巷道监控中心并存储；所述巷道监控中心接收巷道顶板2的应力应变信息并进行数据分析、处理和解读，利用布里渊背向散射技术，通过布里渊背向散射光的频移量与应变和温度之间的线性关系，剔除其中温度的影响，以得到光纤突变点4的位置信息；其中，应力应变信息包括布里渊背向散射光的频移量、巷道顶板2径向上的应变分布和温度分布； 通过对光纤突变点4的位置信息进行分析，得到巷道顶板2的变化信息，具体分析如下： 获取巷道顶板2上的围岩外边缘的位置为起始点，利用从光纤输出设备获取的应力应变信息中的布里渊背向散射光的频移量，及巷道顶板2径向上的应变分布，利用连续型随机变量方差计算公式进行运算，以得到巷道顶板2径向上的变形值； 获取当前时刻之前若干个预设时区巷道顶板2径向上的变形值，构建每个预设时区的变形平面坐标系，将预设时区内的变形值按照采集时刻代入变形平面坐标系，将变形值在变形平面坐标系中的位置标记为变形点，将相间隔一个变形点的两个变形点进行连接得到辅助线，由两条变形线和辅助线组成三角形，计算三角形面积；将处于辅助线上方的三角形的面积标记为升三角值，将处于辅助线下方的三角形的面积标记为降三角值；将所有升三角值求和并取均值得到升均值，将所有降三角值求和并取均值得到降均值；对升均值、降均值进行计算，得到预设时区巷道顶板2径向上的变化值；将巷道顶板2径向上的变形值、变化值标记为变化信息； 获取巷道顶板2上围岩外边缘的振动信息，振动信息包括围岩外边缘的振动频率，对振动信息进行傅里叶分析，利用离散傅里叶变换将振动信息转化为频率数值；设定频率数值的预设阈值并将其进行比对，若频率数值处于预设阈值时，则巷道顶板2上正常，若频率数值不处于预设阈值时，则巷道顶板2上有矸石掉落；在矸石掉落时，获取矸石的下落速度，将矸石的下落时刻标记为初始掉落时刻，将当前时刻与初始掉落时刻进行时刻差计算得到掉落时差，设定掉落时差按等量时间分为多个掉落时区，计算掉落时区的下落加速度，对多个掉落时区的下落加速度进行计算得到矸石的加速度。

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