煤系上覆地层移动变形钻孔多参数监测技术 - 张平松; 孙斌杨; 许时昂; 吴荣新; 付茂如; 甘圣丰; 刘畅 (煤炭学报, 2022)
TD325; 精准获取煤层采动上覆地层结构全程演化特征与破坏规律是煤炭资源绿色、安全、高效开采的重要研究内容.光纤传感测试作为一种无源、高信噪比、高精度且长距离的变形监测技术,目前在矿井工程领域得到应用.结合煤系上覆地层移动变形研究现状及其技术发展思考,提出了钻孔全断面多场多参数监测技术体系.通过对光纤传感测试技术体系及常见的几类光纤技术(FBG,OTDR,BOTDR,BOTDA和BOFDA)在矿井应变监测中的应用分析,讨论了光纤监测技术在应用中存在的4类关键技术问题;在对感知系统、调制解调系统、信号传输系统、数据处理与分析系统、远程监控与预警处理系统5个系统组成研究的基础上,逐步构建了钻孔全断面多场多参量监测技术体系,包括传感单元安装工艺、钻孔回填材料选取、多场参数联合反演及灾害预警等关键技术内容,通过利用井下及地面钻孔布设岩土层变形等参数感知系统,进行多场多参数实时获取,可以实现对岩土层变形破坏的动态预测评价.结合陕西招贤井田一采区某工作面的地表垂直钻孔监测实例,讨论了硬质顶板岩层钻孔全断面多场多参数监测的过程,揭示了岩层变形多场响应特征及其破坏结构参数.基于应变场和地电场(电阻率、电流)分布特征,并结合煤系地层地质资料,对煤层采动期间超前支承压力、滞后垮落距离、"两带"发育规律及离层演化特征等进行了综合分析.