浅埋煤层隔水关键层失稳光纤传感检测试验研究
(0) 隔水关键层破断失稳是矿井水害及开采引起的生态脆弱区水资源破坏的根本原因，准确有效地对隔水关键层稳定性进行科学监测，是实现保水开采及岩层控制的重要基础。隔水层稳定性尚无有效的直接监测手段，常采用钻孔探测、理论分析及数值模拟等计算导水裂隙带高度间接评判隔水层导通性。随着光纤传感技术的发展，将光纤布拉格光栅(FBG)、分布式光纤(BOTDA)等技术用于采动覆岩隔水关键层稳定性监测，为光纤传感技术在相似模型试验中的推广提供依据。研究表明，浅埋煤层当基岩厚度仅为60～67 m时，开采厚度为2m的煤层时导水裂隙带将直接发育至地表，势必造成基岩含水层水体破坏，结构关键层裂隙被其上软弱岩层充填弥合，具有一定的隔水性，两侧断裂线及其附近发育的纵向裂隙成为主要渗流通道；分布式光纤检测应变因岩层断裂位置应力集中而呈现"双峰"特征，峰值位置与断裂线基本对应，可通过传感光纤预测采动覆岩破断线位置分布；结合极限平衡理论计算，给出基于光纤传感检测的隔水关键层破断极限应变阀值为2000 με；光纤光栅可对特定位置岩体变形进行精准监测，检测隔水关键层破断失稳位置与实际观测及分布式光纤检测结果基本一致。
保水开采 模型试验 光纤传感 变形监测
柴敬 杜文刚 彭玉博
西安科技大学能源学院,陕西西安 710054;西安科技大学教育部西部矿井开采与灾害防治重点实验室,陕西西安 710054 西安科技大学能源学院,陕西西安 710054
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2019-10-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）