本文關(guān)鍵詞： 離層 相似材料模擬實(shí)驗(yàn) 分布式光纖變形檢測 BOTDA 光纖光柵傳感　出處：《西安科技大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：煤層開挖之后將會造成上覆巖層的運(yùn)動(dòng)甚至破斷,并在上覆巖層中可能形成采動(dòng)離層,離層是覆巖運(yùn)動(dòng)的一種存在形式。采場覆巖運(yùn)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(kuò)展規(guī)律以及在上覆巖層中的分布情況進(jìn)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(dá)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)的內(nèi)部變形狀態(tài)以及受力狀態(tài)進(jìn)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(dòng)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(jī)理、覆巖離層形成的力學(xué)結(jié)構(gòu)、光纖光柵傳感檢測機(jī)理和分布式光纖變形檢測機(jī)理做了介紹。設(shè)計(jì)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(jì)、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(shí)驗(yàn)確定了分布式光纖和模型的對應(yīng)位置關(guān)系。對覆巖運(yùn)動(dòng)破斷規(guī)律、巖層下沉量和分布式光纖檢測結(jié)果進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(diǎn)是產(chǎn)生覆巖離層的可疑位置。在工作面推進(jìn)過程中,在傳感光纖沿線上某點(diǎn)所受到的拉力處于逐漸增大的階段,此點(diǎn)位下方巖層可能產(chǎn)生離層。
[Abstract]:After the coal seam is excavated, it will cause the movement or even break of the overlying strata, and may form the mining separation layer in the overlying strata. Separation layer is an existing form of overlying rock movement. The formation and development of separation layer in the process of overburden movement in stope is directly related to the field problems, such as grouting filling and reducing subsidence, prevention and control of water hazard and prevention of mine gas disaster, etc. Therefore, it is necessary to study the formation conditions, the spreading rules and the distribution in the overlying strata of the strata above the goaf. In view of the advantages of optical fiber sensing device which can be used to monitor the internal deformation state and the stress state of the tested structure by embedding the object under test. In this paper, a new method of distributed optical fiber deformation detection is proposed for the study of the development law of overlying strata. In this paper, the mechanism of the formation of overlying strata and the mechanical structure of the strata are discussed. The detection mechanism of fiber grating sensor and the principle of distributed fiber deformation detection are introduced. A physical model of similar material is designed, which is 2000mm in length, 200mm in width and 1150mm in height, in which the displacement meter of percentile is arranged separately. The fiber Bragg grating sensor and 蠁 0.9mm compact single-mode fiber are used to detect the development of the overburden layer in the model, and the corresponding position relationship between the distributed fiber and the model is determined by the localization experiment. The breaking rule of the overburden motion is obtained. The results of rock subsidence and distributed fiber detection are summarized and analyzed, and the results of distributed fiber detection are compared with those of fiber Bragg grating (FBG). The results of the rock subsidence percent meter are compared and analyzed. The results show that BOTDA distributed optical fiber deformation detection technology can detect the overburden layer in the model well. The location and development law of the separation layer are well reflected. The fiber node with frequency shift step in the distribution curve of center frequency shift under different propulsion distance is the suspicious position to produce the overburden rock separation layer, and in the process of working face advance, there is no doubt that the fiber node with frequency shift step in the distribution curve of center frequency shift under different propulsion distance is the suspicious position. The tensile force at a certain point along the sensing fiber is gradually increasing, and the rock layer below this point may be separated.
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD326

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 傅先杰;特殊推覆體下開采覆巖破壞特性淺析[J];礦業(yè)安全與環(huán)保;2000年S1期

2 傅先杰;特殊推覆體下開采覆巖破壞及其地表沉降特征淺析[J];煤炭科技;2001年03期

3 石文球;特殊推覆體下開采覆巖破壞及其地表沉降特征淺析[J];煤炭技術(shù);2005年08期

4 張華興,張剛艷,許延春;覆巖破壞裂縫探測技術(shù)的新進(jìn)展[J];煤炭科學(xué)技術(shù);2005年09期

5 檀雙英;康永華;劉治國;張玉軍;張剛艷;;祁東煤礦綜采覆巖破壞特征[J];煤炭科學(xué)技術(shù);2006年09期

6 葛英豪;肖建輝;劉文中;馮士安;;許疃煤礦8223工作面開采覆巖破壞特征的研究[J];煤礦安全;2009年03期

7 王金安;紀(jì)洪廣;張燕;;不整合地層下開采覆巖移動(dòng)變異性研究[J];煤炭學(xué)報(bào);2010年08期

8 張玉軍;;鉆孔電視探測技術(shù)在煤層覆巖裂隙特征研究中的應(yīng)用[J];煤礦開采;2011年03期

9 劉凱;;地面電磁法探測覆巖破壞的應(yīng)用[J];科技資訊;2012年02期

10 沈永炬;黃遠(yuǎn);;不同間距多煤層開采覆巖破壞特征的數(shù)值模擬[J];中國礦業(yè);2012年07期

相關(guān)會議論文 前10條

1 金洪偉;許家林;朱衛(wèi)兵;;覆巖移動(dòng)的拱-梁組合結(jié)構(gòu)模型的初步研究[A];自主創(chuàng)新與持續(xù)增長第十一屆中國科協(xié)年會論文集（1）[C];2009年

2 孫如華;李文平;李小琴;;疊加開采頂板覆巖變形破壞研究[A];第八屆全國工程地質(zhì)大會論文集[C];2008年

3 張慶松;高延法;劉松玉;;覆巖結(jié)構(gòu)破壞度模型及其應(yīng)用研究[A];中國土木工程學(xué)會第九屆土力學(xué)及巖土工程學(xué)術(shù)會議論文集（下冊）[C];2003年

4 楊逾;范學(xué)理;劉文生;趙德深;;覆巖離層注漿中注漿量的確定[A];新世紀(jì) 新機(jī)遇 新挑戰(zhàn)——知識創(chuàng)新和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展（下冊）[C];2001年

5 李培現(xiàn);譚志祥;閆麗麗;鄧喀中;;采動(dòng)覆巖裂隙發(fā)育數(shù)值模擬力學(xué)參數(shù)反演[A];巖石力學(xué)與工程的創(chuàng)新和實(shí)踐：第十一次全國巖石力學(xué)與工程學(xué)術(shù)大會論文集[C];2010年

6 劉昆輪;張傳玖;;寬溝煤礦覆巖活動(dòng)及應(yīng)力演化的數(shù)值模擬研究[A];煤炭開采新理論與新技術(shù)——中國煤炭學(xué)會開采專業(yè)委員會2012年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2012年

7 李剛;梁冰;;采場覆巖層滲流場形成機(jī)理及其應(yīng)用[A];第九屆全國滲流力學(xué)學(xué)術(shù)討論會論文集（二）[C];2007年

8 易德禮;康永華;趙開全;;祁東煤礦高水壓裂隙巖體綜采覆巖破壞規(guī)律研究[A];礦山地質(zhì)災(zāi)害成災(zāi)機(jī)理與防治技術(shù)研究與應(yīng)用[C];2009年

9 楊居友;;覆巖(離層)注漿工程自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)的研究[A];開灤礦區(qū)采礦技術(shù)與實(shí)踐文集[C];2009年

10 耿養(yǎng)謀;;礦山開采覆巖應(yīng)力拱演化規(guī)律研究[A];2009礦山災(zāi)害預(yù)防控制學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2009年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 于輝;近距離煤層開采覆巖結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)及礦壓顯現(xiàn)規(guī)律研究[D];中國礦業(yè)大學(xué)(北京);2015年

2 金志遠(yuǎn);淺埋近距煤層重復(fù)擾動(dòng)區(qū)覆巖導(dǎo)水裂隙發(fā)育規(guī)律及其控制[D];中國礦業(yè)大學(xué);2015年

3 賈凱軍;超高水材料袋式充填開采覆巖活動(dòng)規(guī)律與控制研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2015年

4 黃剛;羅河鐵礦充填開采覆巖穩(wěn)定性及地表沉降研究[D];北京科技大學(xué);2016年

5 尹士獻(xiàn);構(gòu)造應(yīng)力場與采動(dòng)應(yīng)力場協(xié)同作用下對覆巖變形影響研究[D];河南理工大學(xué);2015年

6 安百富;固體密實(shí)充填回收房式煤柱圍巖穩(wěn)定性控制研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2016年

7 李西蒙;快速推進(jìn)長壁工作面覆巖失穩(wěn)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)時(shí)空規(guī)律研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2015年

8 馮美生;淺埋煤層采動(dòng)覆巖破斷規(guī)律研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2014年

9 劉世奇;厚煤層開采覆巖破壞規(guī)律及粘土隔水層采動(dòng)失穩(wěn)機(jī)理研究[D];中國礦業(yè)大學(xué)(北京);2016年

10 王金東;綜放開采覆巖高位結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及強(qiáng)礦壓形成機(jī)理研究[D];西安科技大學(xué);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 李東雷;深部采煤采動(dòng)階段覆巖運(yùn)動(dòng)規(guī)律及多因素耦合致災(zāi)機(jī)理研究[D];河北工程大學(xué);2015年

2 周璇;采動(dòng)條件下覆巖地電場響應(yīng)特征研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2015年

3 陳現(xiàn)輝;大同礦區(qū)雙系煤層開采覆巖大范圍運(yùn)動(dòng)規(guī)律及結(jié)構(gòu)特征研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2015年

4 郭金帥;大傾角綜采面覆巖活動(dòng)規(guī)律研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2015年

5 程晉國;停采線側(cè)村莊壓煤采動(dòng)覆巖隔離注漿充填鉆孔布置的研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2015年

6 劉星輝;覆巖結(jié)構(gòu)大面積異常來壓規(guī)律及巖石聲發(fā)射預(yù)測機(jī)理探討[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

7 胡曉陽;基于異速生長理論的采動(dòng)覆巖離層時(shí)空分布規(guī)律與沉陷模型研究[D];青島理工大學(xué);2015年

8 代沛;緩傾斜中厚煤層采動(dòng)應(yīng)力場時(shí)空演化及覆巖破裂規(guī)律[D];重慶大學(xué);2015年

9 韓佩博;三維采動(dòng)應(yīng)力條件下煤層覆巖及底板裂隙場演化規(guī)律與瓦斯運(yùn)移特征研究[D];重慶大學(xué);2015年

10 劉家云;深部仰斜開采工作面覆巖變形破壞規(guī)律研究[D];太原理工大學(xué);2016年

，

本文編號：1494802