基于OFDR 的采動覆巖鉸接結構回轉角度及“三帶”變形表征研究

劉 奇 ，劉相林 ，曹廣勇 ，趙金海 ，蔣長寶

（1.山東科技大學 能源與礦業工程學院, 山東 青島 266590；2.山東省礦山災害預防控制省部共建國家重點實驗室培育基地, 山東 青島 266590；3.安徽建筑大學 建筑結構與地下工程安徽省重點實驗室, 安徽 合肥 230601；4.重慶大學 資源與安全學院, 重慶 400044）

0 引 言

受煤層開采影響，采空區上覆巖層斷裂、垮落，形成垮落帶、裂隙帶和彎曲下沉帶。導水裂隙帶，也即“兩帶”高度是防治水和瓦斯治理等的設計依據[1]；也是確定開采上限、瓦斯高位鉆孔終孔層位、采煤工藝及參數的基礎性工作[2]。因此，垮落帶和裂隙帶高度的確定是煤礦安全生產的必要條件。兩帶高度確定方法中，相似模擬試驗是研究煤礦采動覆巖破斷和垮落運動的主要手段之一。目前，用于相似材料模型試驗監測的主要方式為全站儀[2]、壓力盒[3]、位移傳感器、近景攝影[4]、和光纖監測[5-6]等。其中，光纖監測中的分布式光纖傳感技術(Distributed Fiber Optic Sensing，DFOS)作為一種新興的監測技術，具有全分布、連續監測的優點，并且兼備傳輸和感測作用。DFOS 技術主要包括基于干涉原理的分布式傳感技術和基于瑞利、布里淵以及拉曼等散射機制的分布式傳感技術。由于材料性質和監測原理使得光纖纖體輕柔，耐腐蝕、抗電磁、并具有一定的耐久性，但不會對埋入位置的物理性質產生影響，避免了與監測物體匹配的問題[7]。

DFOS 技術主要通過感知應變、溫度或振動的變化來實現對結構體和巖土體的實時監測。目前此技術已廣泛應用于地質工程、巖土工程[8-10]等領域。……