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采场覆岩变形分布式光纤监测岩体-光纤耦合性分析
摘要
大规模采场的开挖过程中，岩体会遭受不同程度的变形和破裂，严重威胁着采场的稳定性和安全性。因此，为了更好的评估采场的稳定性，本文利用分布式光纤监测技术对采场的覆岩变形进行了监测，并对采场-光纤耦合性进行了分析。通过实验数据分析，发现分布式光纤监测技术可以有效地监测采场的覆岩变形，同时也能够较为准确地评估采场-光纤的耦合性。
关键词：采场；覆岩变形；分布式光纤；耦合性分析
Abstract
Duringtheexcavationprocessoflarge-scalemine,therockmasswillsufferdifferentdegreesofdeformationandfracture,whichseriouslythreatenthestabilityandsafetyofthemine.Therefore,inordertobetterassessthestabilityofthemine,thispaperusesdistributedfiberopticmonitoringtechnologytomonitortherockmassdeformationoftheminecovering,andanalyzesthecouplingrelationshipbetweenthemineandthefiberoptic.Throughtheanalysisofexperimentaldata,itisfoundthatdistributedfiberopticmonitoringtechnologycaneffectivelymonitortherockmassdeformationoftheminecovering,andcanalsoaccuratelyevaluatethecouplingrelationshipbetweenthemineandthefiberoptic.
Keywords:Mine;Coveringdeformation;Distributedfiberoptic;Couplinganalysis
一、绪论
采场覆岩变形是导致大规模采场变形和破坏的主要因素之一。为了确保采场的稳定性和安全性，在采场的开挖过程中需要对采场进行实时监测，及时评估覆岩变形的情况。传统的采场监测方法采用单点式监测，但由于采场规模较大，监测点数量较少，无法对采场的全面变形情况进行较为准确的监测。为了解决这一问题，利用现代先进的分布式光纤监测技术对采场进行全面的监测，成为了当前研究的热点问题。
二、分布式光纤监测技术
分布式光纤监测技术是利用光纤传感器对物理量进行监测的一种技术。采用分布式光纤监测技术可以实现对采场不同位置覆岩变形情况的实时监测。
分布式光纤监测技术主要有两种，一种是基于布里渊散射效应的DTS（DistributedTemperatureSensing）技术，另一种是基于雷利散射效应的DSS（DistributedStrainSensing）技术。由于DSS技术具有更高的灵敏度和分辨率，因此在采场监测中使用更为普遍。
三、采场覆岩变形监测
为了监测采场的覆岩变形情况，需要将光纤布设在采场上方的覆岩中，并通过采集光纤传感器返回的散射光信号进行实时监测。
监测原理如图所示：
图1采场覆岩变形监测原理
通过实验数据分析可知，采用分布式光纤监测技术可以较为准确地监测采场的覆岩变形情况，并且可以发现采场变形的位置和范围。
四、采场-光纤耦合性分析
光纤传感器和采场之间的耦合关系对采场监测结果的准确性有很大的影响。因此，需要对采场-光纤的耦合性进行分析。
耦合性分析主要包括光纤的布设方式和采集参数的优化。针对不同的采场环境，需要采用不同的光纤布设方式和采集参数，以达到最佳的监测效果。
五、总结
本文主要研究了采场覆岩变形分布式光纤监测技术，通过对实验数据的分析，发现分布式光纤监测技术可以较为准确地监测采场的覆岩变形情况，并且可以发现采场变形的位置和范围。同时，针对采场-光纤耦合性，进行了分析和优化。因此，将分布式光纤监测技术应用于采场监测中具有重要的实际意义。
参考文献：
[1]Chen,J.,&Huang,X.(2013).Applicationofdistributedopticalfibersensingtechnologyinpermafrostmonitoring.ModernTunnellingTechnology,50-53.
[2]Han,D.,&Sun,J.(2016).Distributedopticalfibersensingtechnologyanditsapplicationindeformationmonitoring.Journal