第
36
卷 第
2
期
2016
年
03
月
西 安
科 技 大 学 学 报
JOURNAL OF XI’AN UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
Vol. 36 No. 2
Mar. 2016
DOI: 10. 13800 /j. cnki. xakjdxxb. 2016. 0203
文章
编号
: 1672 - 9315( 2016) 02 - 0163 - 08
基于
光纤
Bragg
光栅的采动支承压力分布试验研究
柴 敬
1,2
,
袁 强
1
,
张
丁
丁
1,2
,
李 毅
1,2
,
王 帅
1
,
张
文
轩
1
( 1.
西安
科技大学 能源学院
,
陕西 西安
710054; 2.
教育部 西部矿井开采与灾害防治重点实验室
,
陕西 西安
710054)
摘 要
:
为了研究采动支承压力的分布情况
,
采用
光纤
Bragg
光栅
( FBG)
传感器对长壁采场模型
试验进行了测试
,
在模型中埋设了
9
支
FBG
应变传感器
,
对比分析工作面推进时底板支承压力与
上位
FBG
的测试结果
。
试验揭示了
FBG
测试结果与支承压力变化呈现镜面反射
,
在超前支承压
力影响范围内支承压力与波长漂移呈线性关系
。
研究提出了支承压力
FBG
测试灵敏度参数
,
其
表征了
FBG
传感器每变化
1 pm
时的支承压力变化
;
定量分析了围岩采动支承压力分布规律
,
得
出了测线
2
三支
FBG
所在层位的支承压力大小与影响范围
( K,L
1
,L
2
) ,
同时
建立了基于
FBG
的
围岩采动支承压力的分布模型
,
用于描述采动围岩体中支承压力在不同层位和距离工作面不同
距离时的分布规律
。
关键词
:
支承压力
; FBG
传感器
;
波长漂移
;
分布规律
;
模型试验
中图分类号
: TP 212; TD 323
文献标志码
: A
Experimental study on mining-induced abutment pressure
distribution pattern based on FBG sensor
CHAI Jing
1,2
,YUAN Qiang
1
,ZHANG Ding-ding
1,2
,
LI Yi
1,2
,WANG Shuai
1
,ZHANG Wen-xuan
1
( 1. College of Energy Science and Engineering,Xi’an University of Science and Technology,Xi’an 710054,China;
2. Key Laboratory of Western Mine Exploration and Hazard Prevention,M inistry of Education,Xi’an 710054,China)
Abstract: In order to study the mining-induced abutment pressure distribution pattern,a model test of
long wall mining stope was established with the optical fiber Bragg grating( FBG) sensing technique,and
nine FBG sensors and electrical pressure sensors were deployed in the model to contrastively analyze the
change of wavelength shifts of FBG and the abutment pressure variation. The experiment results show
that the wavelength shift and the abutment pressure present a specular reflection and the abutment pres-
sure has a liner relation with FBG wavelength shift. We propose and define the FBG monitoring sensitivi-
ty of abutment pressure which represents the abutment pressure changes when the FBG wavelength shifts
1 pm. The distribution pattern of abutment pressure in surrounding rocks is analyzed quantitatively,the
abutment pressure and its affected area( K,L
1
,L
2
) are obtained . This study also proposes a mechanic
model of abutment pressure distribution,which could be used to quantitatively describe the abutment
pressure distribution pattern of mining surrounding rocks.
Key words: abutment pressure; FBG sensor; wavelength shift; distribution pattern; model test
收稿
日期
: 2015 - 11 - 23
责任编辑
:
刘 洁
基金项目
:
国家自然科学基金
( 41027002) ;
高等学校博士学科点专项科研基金
( 20126121110003)
通讯作者
:
柴 敬
( 1964 - ) ,
男
,
宁夏平罗人
,
教授
,
博士生导师
,E-mail: chaij@ xust. edu. cn
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