分布式光纖監(jiān)測(cè)技術(shù)研究
導(dǎo)語(yǔ):應(yīng)用分布式光纖監(jiān)測(cè)技術(shù),可實(shí)現(xiàn)對(duì)地質(zhì)、巖土、采礦的監(jiān)測(cè),這種“感”與“傳”結(jié)合于一體的傳感p技術(shù),具有分布式、長(zhǎng)距離、遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控以及光纖耐久性好的特點(diǎn),可改變傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)技術(shù)的不足,提高地質(zhì)、巖土、采礦等工程的地質(zhì)安全監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。
一、項(xiàng)目研發(fā)背景
1、煤礦智能化地質(zhì)監(jiān)測(cè)主流技術(shù)
隨著國(guó)家大力推進(jìn)智能化礦山建設(shè),地質(zhì)、巖土、采礦等工程的安全監(jiān)測(cè)提出更高的地質(zhì)監(jiān)測(cè)要求,需準(zhǔn)確、快速、實(shí)時(shí)、長(zhǎng)距離、大范圍地獲取安全監(jiān)測(cè)中的相關(guān)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及變化規(guī)律,在此背景下研發(fā)形成的集“感”與“傳”于一體的傳感(網(wǎng)絡(luò))技術(shù),可改變傳統(tǒng)的點(diǎn)式監(jiān)測(cè)方式,彌補(bǔ)點(diǎn)式監(jiān)測(cè)的不足,可實(shí)現(xiàn)分布式、長(zhǎng)距離和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的目標(biāo)。
以BOTDR/BOTDA為主的分布式光纖監(jiān)測(cè)技術(shù),主要應(yīng)用于地質(zhì)、巖土、采礦的監(jiān)測(cè)。由于分布式光纖監(jiān)測(cè)技術(shù)作為“感”與“傳”結(jié)合于一體的傳感技術(shù),具有分布式、長(zhǎng)距離、遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控以及光纖耐久性好的特點(diǎn)正好彌補(bǔ)了傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)技術(shù)的不足,在國(guó)內(nèi)外巖土工程界已引起重視和推廣。
2、應(yīng)用前景可觀
(1)井工礦上覆巖層時(shí)空演化規(guī)律及“兩帶”高度的分布式光纖監(jiān)測(cè)技術(shù);
(2)井工礦底板巖層變形規(guī)律及“三帶”高度的分布式光纖監(jiān)測(cè)技術(shù);
(3)巷道頂板變形的分布式光纖監(jiān)測(cè)技術(shù);
(4)沖擊地壓前兆信息的分布式光纖監(jiān)測(cè)技術(shù);
(5)采空區(qū)溫度與自燃發(fā)火的分布式光纖監(jiān)測(cè)技術(shù);
(6)露天礦邊坡穩(wěn)定的分布式光纖監(jiān)測(cè)技術(shù)。
因此,基于BOTDR/BOTDA的分布式光纖監(jiān)測(cè)技術(shù)在地質(zhì)、巖土、采礦等監(jiān)測(cè)領(lǐng)域具有巨大的發(fā)展和應(yīng)用前景。
二、產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)
基于BOTDR/BOTDA的分布式傳感(網(wǎng))監(jiān)測(cè)技術(shù),除具有抗電磁干擾、耐腐蝕、耐久性好、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)外,還具有如下特點(diǎn):
1、光纖既是傳感介質(zhì),又是傳輸通道??蛇M(jìn)行空間上的連續(xù)監(jiān)測(cè),光纖就象人的神經(jīng)一樣對(duì)被測(cè)對(duì)象進(jìn)行感知。
2、分布式。一次測(cè)量就可以獲取整個(gè)光纖區(qū)域內(nèi)被測(cè)量的應(yīng)變、溫度、振動(dòng)和損傷等一維信息,彌補(bǔ)了點(diǎn)式布點(diǎn)存在監(jiān)測(cè)盲區(qū)的問(wèn)題。如果將光纖布設(shè)成網(wǎng)狀,就可以得到被測(cè)量的二維和三維分布情況。
3、長(zhǎng)距離。BOTDR/BOTDA系統(tǒng)目前可達(dá)80 km。
4、輕細(xì)柔韌,便于安裝埋設(shè)。將光纖埋入構(gòu)筑物的過(guò)程中,避免了匹配的問(wèn)題,便于安裝埋設(shè)。
三、應(yīng)用情況
目前該技術(shù)成果已在三峽庫(kù)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治、北京地鐵新機(jī)場(chǎng)線隧道施工、山西省有關(guān)煤礦“上兩帶”監(jiān)測(cè)、中煤有關(guān)煤礦1#和3#井“下三帶”監(jiān)測(cè)中獲得成功應(yīng)用。