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题名煤巷顶板分布式光纤监测的可行性试验研究
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作者
杜传伟
胡涛
李业宏
王嘉钰
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机构
齐鲁理工学院土木工程学院
山东省煤炭技术服务有限责任公司
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出处
《矿业安全与环保》
北大核心
2022年第5期81-88,共8页
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基金
山东省自然科学基金项目(ZR2019MEE009)
教育部产学合作协同育人项目(202102351007)
山东省高校创新训练项目(S202113998090)。
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文摘
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。
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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
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Keywords
coal roadway roof
settlement displacement
distributed optical fiber monitoring
BOTDR
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分类号
TD76
[矿业工程—矿井通风与安全]
TD326
[矿业工程—矿井建设]
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