區(qū)段煤柱穩(wěn)定性的光纖監(jiān)測(cè)試驗(yàn)研究.pdf

1、在煤炭開(kāi)采過(guò)程中留設(shè)區(qū)段煤柱，是保持回采巷道穩(wěn)定性、控制采空區(qū)地表沉陷量的重要方法。同時(shí)，為保證留設(shè)煤柱后的回采煤量，在保證安全生產(chǎn)前提下需盡量減小煤柱尺寸，因此煤柱穩(wěn)定性的研究成為關(guān)鍵問(wèn)題。
　　本文對(duì)煤柱載荷、煤柱強(qiáng)度及確定煤柱穩(wěn)定性的塑性區(qū)寬度、應(yīng)力分布狀態(tài)進(jìn)行理論分析，且結(jié)合 FLAC3D數(shù)值模擬分析不同寬度區(qū)段煤柱的鉛直應(yīng)力分布與塑性區(qū)分布；以工程實(shí)際為背景設(shè)計(jì)相似材料模擬試驗(yàn)，將光纖Bragg光柵傳感技術(shù)與脈沖預(yù)泵浦布

2、里淵光時(shí)域分析技術(shù)(Pulse-PrePump Brillouin Optical Time Domain Analysis， PPP-BOTDA)應(yīng)用到相似材料模擬試驗(yàn)中，建立了基于光纖傳感技術(shù)的區(qū)段煤柱穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，使用該系統(tǒng)對(duì)區(qū)段煤柱的受力分布與塑性區(qū)寬度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)了區(qū)段煤柱穩(wěn)定性的實(shí)時(shí)、分布式檢測(cè)。通過(guò)對(duì)FBG傳感器、PPP-BOTDA傳感器的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與理論分析、數(shù)值模擬的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，確定了光纖傳感技術(shù)監(jiān)測(cè)煤柱穩(wěn)

3、定性的合理性與優(yōu)越性。
　　研究表明，區(qū)段煤柱的光纖監(jiān)測(cè)應(yīng)變量曲線(xiàn)顯示1＃區(qū)段煤柱應(yīng)力分布呈馬鞍形，2#區(qū)段煤柱應(yīng)力分布為極限馬鞍形，光纖監(jiān)測(cè)得出的屈服區(qū)寬度與理論計(jì)算、數(shù)值模擬結(jié)果基本一致；對(duì)比理論分析和數(shù)值模擬得出1#區(qū)段煤柱應(yīng)力峰值至煤柱邊緣距離，即屈服區(qū)寬度為10m，2#區(qū)段煤柱屈服區(qū)寬度為11m；并將光纖監(jiān)測(cè)得到的屈服區(qū)寬度代入煤柱保持穩(wěn)定的最小寬度計(jì)算公式得出1#區(qū)段煤柱穩(wěn)定，2#區(qū)段煤柱不穩(wěn)定，并通過(guò)核區(qū)率計(jì)算公式進(jìn)