煤巷顶板分布式光纤监测的可行性试验研究
杜传伟1
胡涛2
李业宏1
王嘉钰1
1.齐鲁理工学院 土木工程学院,山东 济南 2502002.齐鲁理工学院 土木工程学院,山东 济南 250200;山东省煤炭技术服务有限责任公司,山东 济南 250032
摘要：在传统顶板点式监测的基础上,应用BOTDR对采煤工作面回采巷道煤巷顶板沉降位移进行分布式监测.首先通过对BOTDR监测原理和煤巷顶板变形状态的理论分析,提出应用锚杆(索)在煤巷顶板进行光纤定点布设,并根据BOTDR测量的相邻定点间光纤轴向应变和变形量,推导出光纤应变量化煤巷顶板沉降位移的数学表达式;然后进行煤巷顶板沉降的光纤定点拉伸和区段拉伸室内模拟试验,试验中光纤应变表征的位移与光纤拉伸距离的误差分别为0.690%和1.545%,拉伸距离和应变表征光纤位移基本一致;最后进行了采煤工作面回采过程中进风巷煤巷顶板的BOTDR现场监测试验,试验期间,光纤应变表征出最大沉降位移平均值为64.09 mm和135.63 mm的2个顶板沉降区域.与井下十字观测法测量值相比,顶板沉降变形范围的最大误差为5.60%,顶板沉降位移的最大误差为4.96%,顶板垂直位移的绝对误差值小于4 mm,证明了BOTDR定量表征顶板的沉降变形范围和沉降位移的可行性.
关键词：煤巷顶板沉降位移分布式光纤监测布里渊时域反射技术
分类号：TD76(矿山安全与劳动保护)TD326(矿山压力与支护)
资助基金：山东省自然科学基金项目(ZR2019MEE009)教育部卓越工程师教育培养计划项目产学合作协同育人项目(202102351007)山东省高校创新训练项目(S202113998090)
论文发表日期：2022-10-10
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 81-88 )
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