所属领域:煤矿开采、矿山环境地质
成果简介:
1.成果的基本情况
西安科技大学矿山岩体光纤智能检测研究室自2006年开始对松散地层沉降变形的光纤光栅检测技术及方法进行研究，开发出了替代传统应变测量系统和电类传感器的光纤光栅传感监测系统，用以监测松散地层沉降过程。目前此项技术已经逐渐成熟并在华东地区开始推广,在山东省兖州煤业集团的济宁三号煤矿、鲍店煤矿、东滩煤矿成功应用，在厚度100-178m的松散地层含水层沉降治理中取得良好效果，获得中国煤炭工业协会“中国煤炭工业科学技术二等奖”一项,“济宁市科学技术二等奖”一项。
2.主要技术特点
（1）开发出与松散地层沉降变形相适应的光纤光栅检测系统和应用工艺与配套装备。
（2）通过理论分析和实验室试验，提高了光纤设备在矿山岩体环境中的存活强度；分析了封孔水泥砂浆的力学性能，保证了光纤光栅传感器—浇注的水泥砂浆—松散层岩石的变形协调性，建立了光纤光栅传感器传递大范围松散层沉降变形的变形判据。
（3）光纤光栅传感器与松散地层相容性良好，在监测松散层变形、沉降时其空间分辨率达到0.1mm（能够感知待测对象0.1mm的变形），地层温度分辨率0.1℃，提升了沉降观测的精度。
（4）采用基于gsm网络的gprs（general packet radio service，通用分组无线服务）无线通信技术，利用虚拟数据采集仪器labview的开发实现数据储存、查询等功能，以gprs或3g无线网络与internet结合进行数据传输，实现了地层沉降变形的实时、在线和长距离监测，提供了数据下载、存储、查询、计算等功能，远程管理方便。
（5）研制了替代传统应变测量光纤光栅传感器，针对不同地质条件开发的光纤光栅传感器监测系统，实现了单孔多层位同时监测。
3.应用范围
该成果应用于煤矿开采过程中的第四系松散地层失水引起的地层沉降检测
4.市场需求及经济效益分析
在我国的华东地区分布着广泛的新生界第四系松散含水地层，其松散含水层的水通过基岩风化带裂隙通道不断流失，导致水位大幅度下降，引起松散岩体有效应力增加，含水岩层产生压缩变形，从而使该地区煤矿井筒发生破坏，产生非采动性井壁破裂。据调查，自20世纪80年代以来，这种灾害涉及了江苏、山东、安徽三省的100多个矿井，分布在徐州、大屯、淮南、淮北、兖州等矿区，截止2004年底，因立井井壁破裂造成经济损失多达十亿元。该成果在上述地区推广应用，能直接为矿山企业降低经济损失，应用前景广阔。
合作方式:合作开发 技术服务
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