采場覆巖離層的分布式光纖檢測實驗研究.pdf

1、煤層開挖之后將會造成上覆巖層的運動甚至破斷，并在上覆巖層中可能形成采動離層，離層是覆巖運動的一種存在形式。采場覆巖運移過程中的離層產(chǎn)生和發(fā)育規(guī)律的研究和注漿充填減沉、離層水害防治以及礦井瓦斯類災(zāi)害防治等現(xiàn)場問題直接相關(guān)，所以對采空區(qū)上方地層中離層的產(chǎn)生條件、擴展規(guī)律以及在上覆巖層中的分布情況進行研究就十分必要。傳統(tǒng)的離層檢測方式一般為地質(zhì)雷達探測、鉆孔窺視探測和地震技術(shù)探測等方式。針對光纖傳感裝置能夠通過埋入被測對象從而可以對被測結(jié)構(gòu)的

2、內(nèi)部變形狀態(tài)以及受力狀態(tài)進行監(jiān)測的優(yōu)勢，提出將分布式光纖變形檢測這一全新的測試方法用于采動覆巖離層發(fā)育規(guī)律的研究中。
　　本文對覆巖離層產(chǎn)生的機理、覆巖離層形成的力學(xué)結(jié)構(gòu)、光纖光柵傳感檢測機理和分布式光纖變形檢測機理做了介紹。設(shè)計了尺寸為長2000mm、寬200mm、高1150mm的相似材料物理模型，并在其中分別布置了百分表位移計、光纖光柵傳感器和φ0.9mm緊套單模光纖，用來檢測模型中的覆巖離層發(fā)育，并通過定位實驗確定了分布式光

3、纖和模型的對應(yīng)位置關(guān)系。對覆巖運動破斷規(guī)律、巖層下沉量和分布式光纖檢測結(jié)果進行了總結(jié)分析，并將分布式光纖檢測結(jié)果分別與光纖光柵測試結(jié)果、巖層下沉量百分表測試結(jié)果進行了對比分析。
　　研究表明，BOTDA分布式光纖變形檢測技術(shù)能夠很好的對模型中的覆巖離層進行檢測，較好的體現(xiàn)出了離層的產(chǎn)生位置和發(fā)育規(guī)律。不同推進距離下中心頻移的分布曲線中出現(xiàn)頻移階躍的光纖節(jié)點是產(chǎn)生覆巖離層的可疑位置。在工作面推進過程中，在傳感光纖沿線上某點所受到的拉