發(fā)布時(shí)間：2021-08-15 16:47

　　隨著煤礦等能源開采深度增加和深埋隧道的掘進(jìn),高瓦斯壓力、高地應(yīng)力現(xiàn)象愈加明顯,以煤礦煤與瓦斯突出、隧道沖擊地壓為主的動(dòng)力災(zāi)害時(shí)有發(fā)生,造成重大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。這些災(zāi)害的孕育與發(fā)生包含巖體從微尺度、小尺度、中尺度到大尺度破裂全過程,同時(shí)伴隨著大量的微震活動(dòng),對(duì)微震活動(dòng)的有效監(jiān)測(cè)有望實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)力災(zāi)害的預(yù)測(cè)預(yù)警。研究和實(shí)踐表明,微震監(jiān)測(cè)技術(shù)已經(jīng)成為巖體破裂監(jiān)測(cè)最有效的方式之一。目前,傳統(tǒng)電學(xué)微震監(jiān)測(cè)設(shè)備已得到廣泛應(yīng)用,但仍存在前端需供電、易受電磁干擾問題,在煤礦等易燃易爆環(huán)境中使用有諸多限制。將干涉型光纖傳感器引入到微震監(jiān)測(cè)中,具有本質(zhì)安全、高靈敏、寬頻帶、大動(dòng)態(tài)等獨(dú)特優(yōu)勢(shì),具有良好應(yīng)用前景。本論文基于干涉型光纖傳感原理,研制了膜片式、順變柱體型兩種結(jié)構(gòu)的微震監(jiān)測(cè)用光纖加速度傳感器,探索了法布里珀羅加速度傳感器的動(dòng)態(tài)光譜解調(diào)技術(shù),設(shè)計(jì)并構(gòu)建了8通道高靈敏光纖微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng),在淮南礦業(yè)集團(tuán)煤業(yè)公司潘二礦12123底抽巷開展了微震監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。主要研究?jī)?nèi)容如下:1、利用MEMS（Micro-Electro-Mechanical System）微納加工工藝制備鋁-聚酰亞胺-鋁復(fù)合膜,其厚度可精密... 

【文章來源】：安徽大學(xué)安徽省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：134 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

波蘭SOS監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的傳感探頭南非曾是上世紀(jì)全球最大的黃金生產(chǎn)國(guó)，在礦金礦開挖深度較深的情況下巖爆事故

微震監(jiān)測(cè)用光纖加速度傳感器研究3加拿大工程地震集團(tuán)公司（EngineeringSeismologyGroup，ESG）研發(fā)的震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一套集軟、硬件一體的大型預(yù)警系統(tǒng)，在國(guó)內(nèi)外采礦、石油天然氣勘探開發(fā)、大型建筑等不同領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，尤其在煤礦、隧道動(dòng)力災(zāi)害的監(jiān)測(cè)預(yù)警應(yīng)用，得到大力推廣，如汕頭石油、凡口鉛鋅礦、望風(fēng)崗煤礦、錦屏水電站等，如圖1.2所示為ESG不同系列微震探頭實(shí)物。圖1.2ESG監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的傳感探頭我國(guó)于1959年在北京門頭溝礦安裝了中國(guó)科學(xué)院地球物理所研制的581微震儀[5]；1976年唐山地震后，在部分礦井安裝地震儀對(duì)礦震進(jìn)行監(jiān)測(cè)；隨后幾年，長(zhǎng)沙礦山研究院開發(fā)了DYF-1、DYF-2型便攜式地音分析儀與STL-1、STL-2型聲發(fā)射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[6]。1984年，巖爆活動(dòng)較為嚴(yán)重的礦井開始引進(jìn)波蘭微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（SAK-SYLOK）；1999年，國(guó)家地震局引進(jìn)俄羅斯地音監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)室模擬了礦山地震，研究其成因機(jī)理與巖石力學(xué)聲發(fā)射現(xiàn)象；李世愚等人[5,7-11]在撫順老虎臺(tái)煤礦周圍建立了礦山微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。上述微震監(jiān)測(cè)設(shè)備用途單一、設(shè)備監(jiān)測(cè)通道少、靈敏度與精度低、帶寬窄，無法實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期、連續(xù)、有效監(jiān)測(cè)，顯然，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足高性能微震監(jiān)測(cè)的需求。2000年后，電子技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)能力的增強(qiáng)使微震監(jiān)測(cè)技術(shù)得到全面發(fā)展和改善，逐漸應(yīng)用到紅透山銅礦、冬瓜山銅礦、香爐山鎢礦等大型金屬礦山及大壩、輸水隧道的穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)中。大連理工大學(xué)唐春安團(tuán)隊(duì)引進(jìn)加拿大ESG微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)后，對(duì)系統(tǒng)軟、硬件進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，分別將其應(yīng)用于錦屏水電站[12-16]、大崗山水電站[17-20]、洋山隧道[21]、引漢濟(jì)渭輸水隧道[22,23]等大型工程，借助大規(guī)模科學(xué)計(jì)算，建立微震事件分析方法，對(duì)動(dòng)力災(zāi)害進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)[24]。2008年，該團(tuán)隊(duì)與淮南礦業(yè)集團(tuán)合作，在新莊孜礦安裝ES

微震監(jiān)測(cè)用光纖加速度傳感器研究3加拿大工程地震集團(tuán)公司（EngineeringSeismologyGroup，ESG）研發(fā)的震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一套集軟、硬件一體的大型預(yù)警系統(tǒng)，在國(guó)內(nèi)外采礦、石油天然氣勘探開發(fā)、大型建筑等不同領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，尤其在煤礦、隧道動(dòng)力災(zāi)害的監(jiān)測(cè)預(yù)警應(yīng)用，得到大力推廣，如汕頭石油、凡口鉛鋅礦、望風(fēng)崗煤礦、錦屏水電站等，如圖1.2所示為ESG不同系列微震探頭實(shí)物。圖1.2ESG監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的傳感探頭我國(guó)于1959年在北京門頭溝礦安裝了中國(guó)科學(xué)院地球物理所研制的581微震儀[5]；1976年唐山地震后，在部分礦井安裝地震儀對(duì)礦震進(jìn)行監(jiān)測(cè)；隨后幾年，長(zhǎng)沙礦山研究院開發(fā)了DYF-1、DYF-2型便攜式地音分析儀與STL-1、STL-2型聲發(fā)射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[6]。1984年，巖爆活動(dòng)較為嚴(yán)重的礦井開始引進(jìn)波蘭微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（SAK-SYLOK）；1999年，國(guó)家地震局引進(jìn)俄羅斯地音監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)室模擬了礦山地震，研究其成因機(jī)理與巖石力學(xué)聲發(fā)射現(xiàn)象；李世愚等人[5,7-11]在撫順老虎臺(tái)煤礦周圍建立了礦山微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。上述微震監(jiān)測(cè)設(shè)備用途單一、設(shè)備監(jiān)測(cè)通道少、靈敏度與精度低、帶寬窄，無法實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期、連續(xù)、有效監(jiān)測(cè)，顯然，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足高性能微震監(jiān)測(cè)的需求。2000年后，電子技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)能力的增強(qiáng)使微震監(jiān)測(cè)技術(shù)得到全面發(fā)展和改善，逐漸應(yīng)用到紅透山銅礦、冬瓜山銅礦、香爐山鎢礦等大型金屬礦山及大壩、輸水隧道的穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)中。大連理工大學(xué)唐春安團(tuán)隊(duì)引進(jìn)加拿大ESG微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)后，對(duì)系統(tǒng)軟、硬件進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，分別將其應(yīng)用于錦屏水電站[12-16]、大崗山水電站[17-20]、洋山隧道[21]、引漢濟(jì)渭輸水隧道[22,23]等大型工程，借助大規(guī)�？茖W(xué)計(jì)算，建立微震事件分析方法，對(duì)動(dòng)力災(zāi)害進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)[24]。2008年，該團(tuán)隊(duì)與淮南礦業(yè)集團(tuán)合作，在新莊孜礦安裝ES

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]基于微震監(jiān)測(cè)的引漢濟(jì)渭秦嶺隧洞巖爆預(yù)測(cè)研究[J]. 王俊.  水利建設(shè)與管理. 2019(11)
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[5]基于三波長(zhǎng)強(qiáng)度解調(diào)的光纖EFPI解調(diào)系統(tǒng)[J]. 邵洪峰,陳嬴,宋鏡明,徐曉良.  儀表技術(shù)與傳感器. 2016(03)
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博士論文
[1]基于頻移干涉技術(shù)的光纖傳感器大規(guī)模復(fù)用方法研究[D]. 歐藝文.武漢理工大學(xué) 2016
[2]基于F-P干涉儀的微型化光纖水聲傳感關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 王付印.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015
[3]基于外差檢測(cè)的干涉型光纖水聽器陣列系統(tǒng)若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 張楠.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013
[4]拖線陣用光纖矢量水聽器關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 吳艷群.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
[5]拖曳線列陣用光纖水聽器研究[D]. 羅洪.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2007
[6]光纖水聽器多路復(fù)用技術(shù)及其串?dāng)_與噪聲分析[D]. 李艦艇.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2005
[7]光纖加速度傳感器若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 曾楠.清華大學(xué) 2005

碩士論文
[1]基于F-P干涉儀的光纖加速度傳感器研究[D]. 趙志浩.大連理工大學(xué) 2018
[2]光纖法珀加速度傳感器研究[D]. 魏澤東.電子科技大學(xué) 2018
[3]一種采用3×3光纖耦合器的相位解調(diào)和雙波長(zhǎng)相位解卷繞方法研究[D]. 張冰.北京郵電大學(xué) 2018
[4]光學(xué)薄膜應(yīng)力的分布與控制研究[D]. 高春雪.東南大學(xué) 2015
[5]光纖水聽器基元特性及PGC檢測(cè)方法研究[D]. 邱立忠.哈爾濱工程大學(xué) 2011
[6]FBG振動(dòng)傳感器的研究[D]. 王善鯉.西北大學(xué) 2010
[7]光纖加速度傳感器系統(tǒng)的研究和應(yīng)用[D]. 霍佃恒.山東大學(xué) 2009
[8]微震監(jiān)測(cè)在煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)中的應(yīng)用研究[D]. 王慶利.東北大學(xué) 2009
[9]光學(xué)薄膜應(yīng)力的研究[D]. 陳為蘭.浙江大學(xué) 2008
[10]大規(guī)模光纖水聽器陣列光學(xué)外差及時(shí)分復(fù)用技術(shù)研究[D]. 張楠.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3344921