分布式光纤传感技术在煤矿地质监测中的应用

发布时间：2021-06-26 15:22

　　煤炭一直是中国的主体能源,煤矿地质监测是煤矿安全生产的重要保障.分布式光纤传感技术具有感测点连续、高精度、抗电磁干扰、耐腐蚀等优点,在煤矿地质监测中有重要的应用.该文介绍了布里渊光时域反射（Brillouin optical time domain reflectometry,BOTDR）技术在煤矿地质监测中的应用.重点介绍了采用分布式光纤传感技术进行采空区地层变形监测的方法和结果.结果表明,分布式光纤监测技术能够满足煤矿地质监测需求,具有良好的应用前景. 

【文章来源】：应用科学学报. 2020,38(02)北大核心CSCD

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

散射光谱分布图

近年来，利用光纤传感技术对煤矿井筒变形进行监测引起研究者的极大关注.最初主要采用光纤光栅技术对井筒变形的监测和预警开展研究[18-19].与光纤光栅传感技术相比，分布式光纤传感技术具有分布式、不漏点的测量优势，在煤矿井筒变形监测中也取得了较好的应用效果.通常情况下，分布式光缆的布设方式如图2所示.文献[20]研究了不同的光纤传感器粘贴方式、粘接材料和施工工艺对监测效果的影响，为井筒变形的分布式光纤监测提供了经验和理论基础.文献[21]基于BOTDR光纤传感技术，研究传感光缆的布设方法和异常变形的检测方法，得出了灌浆引起的井筒变形的演化规律.文献[22]利用分布式光纤应变传感技术对治理井壁渗漏期间的井筒变形情况进行监测，获得了壁后注浆技术治理井壁渗漏过程中的井筒应变数据，进一步分析了注浆液的扩散情况.光纤传感技术已经在煤矿井筒变形监测中获得了一定程度的试验和应用，为煤矿井筒变形监测提供了一种新型、可靠、准确和实时的监测方法.2.2 巷道变形光纤监测技术

监测设备采用南京法艾博光电科技有限公司自主研发的基于BOTDR原理的Ada-3032D型分布式光纤应变/温度监测系统，该设备能够获取传感光纤上任意点处的布里渊散射光频谱信息并据此同步解算出沿传感光缆的应力场、温度场以及损耗分布，具有单端无损监测、监测精度高、传感距离长以及测量重复性好等优点.图4 5 m定点式应变感测光缆

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于位移连续监测的采场两带变形垮落特性试验研究[J]. 张庆贺,杨科,袁亮,段昌瑞.  工程科学与技术. 2019(03)
[2]巷道断面空间岩层变形与破坏演化特征光纤监测研究[J]. 张平松,张丹,孙斌杨,施斌,许时昂.  工程地质学报. 2019(02)
[3]采场覆岩变形和来压判别的分布式光纤监测模型试验[J]. 柴敬,霍晓斌,钱云云,张丁丁,袁强,李毅.  煤炭学报. 2018(S1)
[4]深部软岩巷道变形破坏机制及联合支护技术（英文）[J]. 王辉,郑朋强,赵文娟,田洪铭.  Journal of Central South University. 2018(05)
[5]基于分布式光纤传感技术的智能电网输电线路在线监测[J]. 张旭苹,武剑灵,单媛媛,刘洋,王峰,张益昕.  光电子技术. 2017(04)
[6]采动覆岩变形分布式光纤物理模型试验研究[J]. 程刚,施斌,张平松,朱鸿鹄,许星宇.  工程地质学报. 2017(04)
[7]用于巷道沉降变形监测的光纤锯齿状布设技术与原理[J]. 侯公羽,谢冰冰,江玉生,殷姝雅,韩育琛.  岩土力学. 2017(S1)
[8]竖井变形破坏机制与继续使用可行性探究[J]. 宋许根,陈从新,夏开宗,陈龙龙,付华,邓洋洋,杜根明.  岩土力学. 2017(S1)
[9]采场底板岩层破坏规律光纤测试方法与效果[J]. 孙斌杨,张平松,付茂如,许时昂.  合肥工业大学学报(自然科学版). 2017(05)
[10]基于光纤光栅技术的井筒变形监测[J]. 朱磊,柴敬,陈娜.  煤矿安全. 2017(03)



本文编号：3251590