分布式光纖監(jiān)測技術(shù)研究

　　導(dǎo)語：應(yīng)用分布式光纖監(jiān)測技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對地質(zhì)、巖土、采礦的監(jiān)測，這種“感”與“傳”結(jié)合于一體的傳感p技術(shù)，具有分布式、長距離、遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)控以及光纖耐久性好的特點(diǎn)，可改變傳統(tǒng)監(jiān)測技術(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)測主流技術(shù)

　　隨著國家大力推進(jìn)智能化礦山建設(shè)，地質(zhì)、巖土、采礦等工程的安全監(jiān)測提出更高的地質(zhì)監(jiān)測要求，需準(zhǔn)確、快速、實(shí)時、長距離、大范圍地獲取安全監(jiān)測中的相關(guān)監(jiān)測數(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)測方式，彌補(bǔ)點(diǎn)式監(jiān)測的不足，可實(shí)現(xiàn)分布式、長距離和實(shí)時監(jiān)測的目標(biāo)。

　　以BOTDR/BOTDA為主的分布式光纖監(jiān)測技術(shù)，主要應(yīng)用于地質(zhì)、巖土、采礦的監(jiān)測。由于分布式光纖監(jiān)測技術(shù)作為“感”與“傳”結(jié)合于一體的傳感技術(shù)，具有分布式、長距離、遠(yuǎn)程實(shí)時監(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)測技術(shù)的不足，在國內(nèi)外巖土工程界已引起重視和推廣。

　　2、應(yīng)用前景可觀

　　(1)井工礦上覆巖層時空演化規(guī)律及“兩帶”高度的分布式光纖監(jiān)測技術(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)測技術(shù);

　　(3)巷道頂板變形的分布式光纖監(jiān)測技術(shù);

　　(4)沖擊地壓前兆信息的分布式光纖監(jiān)測技術(shù);

　　(5)采空區(qū)溫度與自燃發(fā)火的分布式光纖監(jiān)測技術(shù);

　　(6)露天礦邊坡穩(wěn)定的分布式光纖監(jiān)測技術(shù)。

　　因此，基于BOTDR/BOTDA的分布式光纖監(jiān)測技術(shù)在地質(zhì)、巖土、采礦等監(jiān)測領(lǐng)域具有巨大的發(fā)展和應(yīng)用前景。

　　二、產(chǎn)品優(yōu)勢

　　基于BOTDR/BOTDA的分布式傳感(網(wǎng))監(jiān)測技術(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，光纖就象人的神經(jīng)一樣對被測對象進(jìn)行感知。

　　2、分布式。一次測量就可以獲取整個光纖區(qū)域內(nèi)被測量的應(yīng)變、溫度、振動和損傷等一維信息，彌補(bǔ)了點(diǎn)式布點(diǎn)存在監(jiān)測盲區(qū)的問題。如果將光纖布設(shè)成網(wǎng)狀，就可以得到被測量的二維和三維分布情況。

　　3、長距離。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)筑物的過程中，避免了匹配的問題，便于安裝埋設(shè)。

　　三、應(yīng)用情況

　　目前該技術(shù)成果已在三峽庫區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治、北京地鐵新機(jī)場線隧道施工、山西省有關(guān)煤礦“上兩帶”監(jiān)測、中煤有關(guān)煤礦1#和3#井“下三帶”監(jiān)測中獲得成功應(yīng)用。