所属领域：岩层控制

成果简介:

1. 成果的基本情况

由于地下水开采导致松散层固结压缩、地表沉陷已经在世界范围内普遍存在，是当今世界各国不容忽视的环境地质问题。岩石具有复杂性、非均质性、各向异性的特点，研究岩层变形测试方法具有重要意义。该成果以国家自然科基金项目为基础，研究岩层变形光纤传感检测方法，形成埋入式光纤光栅的岩层应力应变过程实时监测的理论和技术。该成果获发明专利4项，实用新型专利2项，核心期刊论文21篇，SCI、EI收录论文12篇，陕西省科学技术奖二等奖1项。

项目核心技术研制成功后，用于济三煤矿风井松散层沉降变形的监测，实时监测了5年来风井松散层各层位应变变化，为井筒及时维护提供了依据。2008年4月将光纤锚杆测力计应用于红柳煤矿巷道岩层支护技术的研究。2009年8月和2010年3月两次采用该系统对济三煤矿松散层地面单孔注水进行实时监测，为注水工程的实施起到了指导作用。2011年10月该技术用于鲍店煤矿工业广场主副井间松散层沉降变形的监测。2012年9月该技术用于东滩煤矿西风井松散层沉降变形的监测。

2. 主要技术指标

适用岩层变形范围，0~40mm；岩层变形检测的光纤光栅传感器的光栅波长动态范围取±3~4nm，相邻两个光纤光栅的波长带宽为6~8nm。系统复用能力为6~8个传感光栅；实现岩层变形的多点实时监测。将国际上新兴的光纤器件—光纤光栅用于岩层变形测试，提出了采用光纤Bragg光栅传感器进行岩层变形多点测试的方法；研制出光栅波分复用/空分复用混合阵列。国内首次建立多用途矿山安全监测光纤传感系统；为判断不同层位岩层的受力状态提供了依据。设计了适用于岩层变形检测的光纤光栅传感器。国内首次将光纤光栅技术应用于煤矿松散层应变进行实时监测。

3. 应用范围

采矿工程岩层控制领域。

4. 市场需求及经济效益分析

研究成果为松散地层沉降观测提供了良好的借鉴作用，具有很高的推广应用价值，可以在我国华东地区因松散层沉降变形发生立井井壁破坏矿区推广应用。

光纤光栅传感器监测松散层沉降变形系统年使用成本为1.85万元/年，每年可节约直接成本8.85万元。采用光纤光栅监测地层沉降变形、地面注水试验及注水工程，实现了24小时实时在线监测，实现了无人值守，年节支总额23.85万元。间接经济效益达到2.0（亿元）。

5. 合作方式：技术转让 合作开发 技术服务 双方协商

6. 联系方式

负责人姓名：柴 敬 电 话：029-85583142 E-mail：chaij@xust.edu.cn