采场覆岩变形和来压判别的分布式光纤监测模型试验

柴敬^1,2，霍晓斌¹，钱云云¹，张丁丁^1,2，袁强¹，李毅^1,2

1. 西安科技大学能源学院2. 教育部西部矿井开采与灾害防治重点实验室

摘 要：为了研究煤矿工作面开采过程中,上覆岩层变形规律,将分布式光纤传感技术(BOTDA)应用于三维立体模型试验监测。制作了3 600 mm×2 000 mm×2 000 mm(长×宽×高)三维立体模型同时在模型内部预埋3根垂直光纤,模拟工作面的开采,工作面共开挖60次,累计推进2 400 mm,获得3根分布式光纤的180组布里渊(Brillouin)频移试验数据。提出了分布式光纤频移平均变化度的概念,采用光纤频移来表征采场上覆岩层变形垮落,判别工作面初次来压和周期来压情况;并将其测试结果和内部位移测试结果进行对比。结果表明,光纤频移平均变化度可以反映工作面上覆岩层变形、来压及其变化情况,该方法及其技术推广应用可以为上覆岩层变形信息化提供依据。

关键词：采矿工程;覆岩变形;三维立体模型试验;光纤频移平均变化度;来压判别;