基于OFDR的采动覆岩铰接结构回转角度及"三带"变形表征研究
刘奇1
刘相林2
曹广勇3
赵金海1
蒋长宝4
1.山东科技大学能源与矿业工程学院,山东青岛 266590;山东省矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地,山东青岛 2665902.山东科技大学能源与矿业工程学院,山东青岛 2665903.安徽建筑大学建筑结构与地下工程安徽省重点实验室,安徽合肥 2306014.重庆大学资源与安全学院,重庆 400044
摘要：为了研究陕北某矿采动覆岩结构的光纤应变表征方法,基于12217工作面工程地质条件,分析了 OFDR(光频域反射技术)的应变监测原理,在采动覆岩运动状态分区和分布式光纤应变监测原理基础上,建立了水平光纤应变表征采动覆岩铰接结构回转角度的力学分析模型,推导出应变峰值宽度与岩层破断后所形成采动覆岩铰接结构回转角度的函数关系,定义了铰接结构回转临界角度的概念,提出了基于光纤应变特性和采动覆岩铰接结构回转角度的覆岩"三带"划分判据,并采用光纤应变表征方法对采动覆岩应变特征进行分析.结果表明:采动覆岩"三带"的不同变形程度与铰接结构回转角度的大小呈正比例关系,因此通过铰接结构回转角度划分"三带"范围是可行的;通过水平光纤应变峰值特性计算铰接结构回转角度,与二维物理相似模型试验的近景摄影测量角度相比,两者平均误差小于1°,验证了提出的光纤应变表征采动覆岩铰接结构回转角度的力学模型有效性.二维物理相似模型得到的垮落带高度和裂隙带高度与该工作面现场结果一致,与理论计算数值吻合,符合该矿实际情况.研究结果为分布式光纤监测技术表征采动覆岩变形特征的应用提供了新的研究思路.
关键词：采动覆岩光频域反射回转角度光纤应变采动"三带"
分类号：TD325(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(51904168)山东省自然科学基金资助项目(ZR202212010234)
论文发表日期：2024-03-25
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：11( 63-73 )
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