分布式光纤传感器在煤矿顶板中的应变监测研究

发布时间：2024-01-25 10:55

　　在当今世界,煤炭需求在所有能源需求中仍然处于前列,煤矿的安全开采是关乎到国计民生的重大课题。在煤矿安全事故中占比例较大的是顶板事故,其原因多为设备监测不完善,顶板支护方法不合理等,因此对顶板的监测刻不容缓。目前应用于煤矿顶板监测的手段多采用大地测量技术,位移传感器等,随着开采任务不断加重,开采难度不断提高,矿场大空间、大变形、时间跨度广、岩移范围大成为顶板监测中的难点,因此本文将一种分布式光纤传感技术应用于模拟煤矿顶板的监测中。本文的创新点是将分布式布里渊散射光时域反射技术(BOTDR)应用于煤矿顶板模型的监测中,提出频移相对变化度和沉降量平均变化度的数学模型,通过公式推导建立光纤应变与顶板形变的数学关系模型。本文主要研究内容有:(1)利用BOTDR技术对煤矿顶板进行变形监测研究。为模拟煤矿采掘过程制作1500mm×1000mm×1000mm(长×宽×高)类煤矿顶板的模型,将BOTDR监测系统应用于煤矿顶板三维立体模型试验中,并通过模拟煤矿开采过程进行频移监测和沉降量监测试验。制作光纤定点监测装置确定试验中采样点位置,制作多点沉降量测量仪,进行传统煤矿顶板监测系统与分布式光纤监测系统对...

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【学位级别】：硕士

图1-1历年事故死亡人数Fig.1-1accidentdeathsovertheyear

图1-2事故类型分布图

图2-1光纤结构组成

图2-2散射光的频谱图

本文编号：3884692