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钻孔岩层变形检测实验装置
2017-04-19 16:12  

所属领域:煤矿开采

成果简介:

1.成果基本情况

钻孔岩层变形检测实验装置自2008年开始着手研究,该装置主要用于研究岩层沉降变形过程,以省重点实验室科研计划项目钻孔岩层变形检测新方法及其实验装置研制08jz42)为基础,研究适合于岩层变形的光纤光栅应变传感器结构及植入方法,建立光纤光栅传感器与岩体变形相互作用的光学力学模型。通过对岩土层变形钻孔检测的光纤光栅多点传感理论的研究,提出了在预设钻孔中埋入光纤bragg光栅传感器用于第四纪松散地层不同层位多点沉降变形监测方法,研制出一个由多个光纤光栅组成的光纤bragg光栅波分复用/空分复用混合阵列。目前该技术在兖州矿区得到很好的推广应用,部分研究成果经中国煤炭工业协会组织鉴定为国际先进,获得山东省济宁市科学技术进步二等奖,申请国家专利一项。

2.主要技术特点

(1)自制实验装置,其尺寸为直径330mm,高1200mm。用于监测松散地层疏水固结沉降变形特点及其发展规律的研究,建立三维松散地层沉降物理模型。

(2)预制φ50×1100mm的光纤bragg光栅预制棒,模拟现场岩层钻孔变形过程。

(3)光纤光栅传感器采用有机玻璃纤维增强聚合物(gfrp)封装,它是将裸光纤布拉格光栅嵌入玻璃纤维增强聚合物材料中,形成gfrp-ofbg传感器。由光纤bragg光栅和碳钢组成直径8mm、长度220mm、端部扩径为16mm的圆柱状结构,光纤为铠装结构。

(4)在模型内部安装有3个光纤光栅传感器,用于监测模型内部的应力分布,同时也可以作为光纤光栅传感器监测数据的参考和对比。

3.应用范围

该技术应用于厚松散层井筒变形、破坏的预测和防治工程中。

4.市场需求及经济效益分析

我国华东地区普遍存在着厚新生界含水冲积地层,自1987年以来,华东地区已有上百个井筒发生不同程度的破坏,给煤矿的安全生产带来了较大的隐患,极大地制约了煤矿的经济发展。因此,对井壁破坏的预测和防治是十分必要和迫切的。该技术可用于地层沉降变形的实验研究,探索地层沉降与监测方法,并已在兖州矿区得到实际应用,成果显著,应用前景广阔。

合作方式:合作开发技术服务

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