本文關(guān)鍵詞：基于光纖光柵技術(shù)的立井井筒變形監(jiān)測預(yù)警方法及系統(tǒng)研究

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【摘要】：上世紀80年代以來,我國華東地區(qū)和東北地區(qū)的部分礦區(qū)相繼有百余個立井井筒發(fā)生了不同程度的破壞,給礦井的生產(chǎn)造成了嚴重的安全風險和經(jīng)濟損失。本文以東榮二礦副井筒為研究背景,提出了一種采用光纖光柵傳感技術(shù)來監(jiān)測立井井筒受力及變形的方法,開發(fā)了與之相配套的監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng),并研究了基于光纖光柵監(jiān)測的井筒安全狀態(tài)評價和預(yù)警的方法,可為日后類似井筒安全監(jiān)測與預(yù)警項目提供參考。 (1)從理論角度分析了厚表土層立井井筒受力特征,對厚表土層立井井壁所受荷載進行了分類并給出了計算方法,推導(dǎo)了運營期間井壁內(nèi)外緣應(yīng)力的計算公式及所處應(yīng)力狀態(tài),探明了造成井筒破壞的主要因素。在此基礎(chǔ)上對井筒破壞機理進行了分析,并建立了井壁混凝土破壞的準則。 (2)介紹了光纖光柵傳感器的傳感原理以及應(yīng)變傳感特性,通過分析得出了光纖光柵與井壁的應(yīng)變傳遞關(guān)系,確定了井筒監(jiān)測的原則及監(jiān)測參數(shù),提出了獲取井筒變形原始數(shù)據(jù)的方法和井筒安全判定與預(yù)警方法。 (3)結(jié)合東榮二礦副井筒的工程實際,設(shè)計并開發(fā)東榮二礦副井筒光纖監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng),實現(xiàn)了實時對井壁進行變形監(jiān)測與安全預(yù)警的功能目標,并將該系統(tǒng)成功地運用到工程實踐中,對其運行效果進行了評價。
【關(guān)鍵詞】：光纖光柵 厚表土層 井筒破壞 應(yīng)變 監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TD175
【目錄】：

• 致謝5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 緒論11-19
• 1.1 問題的提出11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 立井井筒破壞問題的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 立井井筒監(jiān)測方法的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.3 光纖光柵技術(shù)在工程監(jiān)測中的應(yīng)用16-17
• 1.3 論文研究內(nèi)容和方法17-19
• 1.3.1 論文研究內(nèi)容17
• 1.3.2 論文研究方法17-19
• 2 厚表土層立井井筒非采動破壞準則研究19-31
• 2.1 厚表土層立井井筒受力特征分析19-26
• 2.1.1 荷載分析19-22
• 2.1.2 井壁受力分析22-25
• 2.1.3 井壁內(nèi)外緣應(yīng)力狀態(tài)分析25-26
• 2.2 厚表土層立井井筒非采動破壞機理分析26-28
• 2.2.1 井筒發(fā)生非采動變形破壞的機理26-27
• 2.2.2 井筒發(fā)生非采動重復(fù)破壞的主要原因27-28
• 2.3 井壁混凝土破壞準則的建立28-29
• 2.3.1 雙向受壓混凝土強度破壞準則28
• 2.3.2 混凝土最大拉應(yīng)變破壞準則28-29
• 2.4 本章小結(jié)29-31
• 3 基于光纖光柵技術(shù)的井筒監(jiān)測理論與方法31-45
• 3.1 光纖光柵傳感基本原理31-37
• 3.1.1 光纖基本結(jié)構(gòu)31-32
• 3.1.2 光纖Bragg光柵傳感原理32-35
• 3.1.3 光纖Bragg光柵傳感監(jiān)測系統(tǒng)35-37
• 3.2 井筒光纖光柵監(jiān)測機理及方法37-42
• 3.2.1 光纖光柵監(jiān)測系統(tǒng)基本原理37
• 3.2.2 光纖光柵—井壁應(yīng)變傳遞分析37-40
• 3.2.3 井筒監(jiān)測的原則40-41
• 3.2.4 監(jiān)測參數(shù)及方法的確定41-42
• 3.3 井筒安全性判定與預(yù)測方法42-44
• 3.4 本章小結(jié)44-45
• 4 東榮二礦副井筒光纖監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計45-61
• 4.1 項目背景45-46
• 4.1.1 工程概況45
• 4.1.2 地質(zhì)與水文特征45
• 4.1.3 副井筒受損及治理記錄45-46
• 4.1.4 副井筒現(xiàn)狀46
• 4.2 監(jiān)測層位設(shè)計46-48
• 4.3 系統(tǒng)功能需求分析48
• 4.4 系統(tǒng)硬件設(shè)計48-52
• 4.4.1 系統(tǒng)硬件組成48-51
• 4.4.2 系統(tǒng)工作流程51
• 4.4.3 系統(tǒng)運行特點51-52
• 4.5 系統(tǒng)軟件設(shè)計52-59
• 4.5.1 系統(tǒng)軟件模塊及功能52-53
• 4.5.2 系統(tǒng)軟件的開發(fā)環(huán)境及結(jié)構(gòu)53-54
• 4.5.3 數(shù)據(jù)存儲設(shè)計54-57
• 4.5.4 預(yù)警設(shè)計57-58
• 4.5.5 軟件界面設(shè)計58
• 4.5.6 系統(tǒng)安全設(shè)計58-59
• 4.6 本章小結(jié)59-61
• 5 東榮二礦副井筒光纖監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的應(yīng)用61-77
• 5.1 系統(tǒng)硬件的安裝與調(diào)試61-65
• 5.2 井壁混凝土強度的現(xiàn)場檢測65-67
• 5.3 預(yù)警閾值的確定及說明67-69
• 5.4 系統(tǒng)軟件的安裝與運行效果69-75
• 5.5 本章小結(jié)75-77
• 6 結(jié)論與展望77-79
• 6.1 主要結(jié)論77
• 6.2 展望77-79
• 參考文獻79-81
• 作者簡歷81-83
• 學位論文數(shù)據(jù)集83

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：1089633