【技术实现步骤摘要】
基于光纤的采场覆岩离层监测方法
本专利技术涉及一种土壤环境监测
，尤其涉及一种基于光纤的采场覆岩离层监测方法。
技术介绍
随着煤层开采，采空区周围岩体的应力平衡状态被打破，上覆岩层产生垮落、断裂、弯曲等变形运动，由下往上相继形成冒落带、导水裂缝带、弯曲下沉带，当弯曲下沉带中的离层空间闭合，覆岩运动就发育到地表，地面产生塌陷，给人们的生产、生活、交通等带来巨大的损失，影响生态环境和经济可持续发展。采空区塌陷改变了土壤力学性质和化学性质，破坏耕地、草场，造成地面低洼，常年积水，破坏土壤环境，产生或加剧土壤盐渍化。监测采场覆岩离层，能准确预测离层的分布情况、大小及发育过程，有利于离层的注浆减沉，防治地面塌陷，保护土壤环境。光纤传感技术近年来逐渐应用于变形监测研究领域，比如用于监测大坝混凝土构件、道路、边坡土体、隧道围岩、地面沉降等的变形情况，并取得较好的应用效果。利用光纤连续传输、既能传感又能传输信号的特性，可将光纤传感技术应用于采场上覆岩层离层运动的实时连续监测。如中国专利CN103510986B公开了一种基于光纤光栅的巷道顶板离层动态监测系统及预警方法，包括地...
【技术保护点】
1.一种顶板基于光纤的采场覆岩离层监测方法，其特征是，包含以下步骤，步骤一、预计覆岩离层发育范围：覆岩离层发育范围以地表为顶界，以导水裂缝带为底界；若煤层埋深为H，采高为h，根据导水裂缝带发育高度的实测数据或经验公式计算得出导水裂缝带高度为H1，离层发育深度为0～ H‑H1；步骤二、预计覆岩离层发育大小：不考虑导裂带内岩石的碎胀性，理论上的覆岩离层最大发育高度为h，与采高相等；步骤三、采用5条定点光纤，设计基于“二分法”的采场覆岩离层监测具体方案：各光纤孔内长度设计为H‑H1+20m，矿用定点光纤的抗拉极限为光纤长度的2％，离层最大发育高度为采高h，此时
【技术特征摘要】
1.一种顶板基于光纤的采场覆岩离层监测方法，其特征是，包含以下步骤，步骤一、预计覆岩离层发育范围：覆岩离层发育范围以地表为顶界，以导水裂缝带为底界；若煤层埋深为H，采高为h，根据导水裂缝带发育高度的实测数据或经验公式计算得出导水裂缝带高度为H1，离层发育深度为0～H-H1；步骤二、预计覆岩离层发育大小：不考虑导裂带内岩石的碎胀性，理论上的覆岩离层最大发育高度为h，与采高相等；步骤三、采用5条定点光纤，设计基于“二分法”的采场覆岩离层监测具体方案：各光纤孔内长度设计为H-H1+20m，矿用定点光纤的抗拉极限为光纤长度的2％，离层最大发育高度为采高h，此时m的定点光纤能保证光纤不被拉断，并监测离层的发育过程，以此类推，为监测覆岩不同位置不同发育高度的离层，采用“二分法”，4次二分离层最大发育高度h为、、、，设计出5条不同抗拉长度的定点光纤；步骤四、定点光纤的定制及埋设：在煤层开采至覆岩离层监测点之前，定制完成长度均为H-H1+20m的5条定点光纤，并完成定点光纤的预先埋设；步骤五、监测覆岩离层运动：在覆岩离层运动稳定之前，利用分布式光纤应变测量仪测量每条定点光纤的变形情况和光纤长度数据，光纤既是传感原件，又是传输原件，当某层位的离层发育达到定点光纤的抗拉极限，离层下部的光纤信号消失，光纤被拉断；步骤六、分析检测结果，得出覆岩离层的发育位置、大小及发育规律。2.如权利要求1所述的顶板基于光纤的采场覆岩离层监测方法，其特征是，所述步骤三中5条光纤具体为：D1光纤为m定点，两定点之间最大拉伸长度为h；D2光纤为m定点，两定点之间最大拉伸长度为；D3光纤为m定点，两定点之间最大拉伸长度为；D4光纤为m定点，两定点之间最大拉伸长度为；D5光纤为m定点，两定点之间最大拉伸长度为。3.如权利要求2所述的顶板基于光纤的采场覆岩离层监测方法，其特征是，所述步骤四中，定制完成长度均为H-H1+20m的m、m、m、m、m的定点光纤。4.如权利要求1所述的顶板基于光纤的采场覆岩离层监测方法，其特征是，所述步骤五中定点光纤的变形情况包括拉伸和压缩。5.如权利要求1所述的顶板基于光纤的采场覆岩离层监测方法，其特征是，所述步骤六中，定点光纤被岩层拉断的位置即...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏久传，牛会功，谢道雷，徐建国，张秋生，尹会永，张伟杰，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东,37
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