基于分布式光纖傳感技術的采動覆巖變形監測*

劉少林張 丹張平松王嘉誠施 斌

（①南京大學地球科學與工程學院 南京 210046）

（②安徽理工大學地球與環境學院 淮南 232001）

基于分布式光纖傳感技術的采動覆巖變形監測*

劉少林①張 丹①張平松②王嘉誠①施 斌①

（①南京大學地球科學與工程學院 南京 210046）

（②安徽理工大學地球與環境學院 淮南 232001）

采用基于布里淵背向散射的分布式光纖傳感技術（BOTDR），監測煤層采動過程中覆巖的變形情況。以淮南礦區某工作面為例，在煤層開采之前，通過鉆孔安裝工藝將分布式傳感光纜植入到覆巖中，然后進行封孔注漿，使傳感光纜與圍巖變形協調。隨著工作面的逐步推進，通過獲取和分析傳感光纜的應變分布特征及其動態變化過程，得到了煤層采動過程中覆巖的變形及破壞狀態。最大拉應變位于孔深5m處，應變量是8350με；最大壓應變位于孔深37m，應變量約為－550με。光纜應變與地層具有很好的對應關系，在巖性相對較軟的地層（如泥巖）中，拉應變值相對較大，而在巖性相對較硬的地層（如砂巖）中，應變量較小且多為壓應變。根據光纜的應變分布得到的沿鉆孔方向地層的最大變形量為34mm，巷道圍巖松動圈范圍約為6m。研究結果表明，BOTDR分布式光纖傳感技術能夠準確地獲取覆巖的變形分布及其變化情況，該技術的應用可以為深部煤層的安全高效開采提供可靠的依據。

BOTDR 覆巖 分布式監測 光纖傳感 變形

0 引 言

與淺部煤層開采不同，隨著開采強度及深度的增加，深部煤巖體處在高地應力、高地溫、高巖溶水壓的環境中，工作面回采破壞了原巖應力的平衡狀態，引起了應力的重新分布。……