科创中国
深部空间开挖底板岩层变形破坏BOTDR系统监测技术
发布时间:
2023-11-27
截止日期:2024-11-27
价格 80万
地区： 江苏省 苏州市 苏州工业园区
需求方： 苏州***公司
行业领域
水文地质与工程地质
需求背景
近些年中国华北地区煤田已经几乎全部进入深部煤层开采，为了防治深部煤层底板承压水害的威胁，能够精准的预报在采煤过程中煤层底板岩层的破坏情况是防治煤层底板层压水害的关键因素。现阶段我国中、东部矿区浅层资源枯竭，已全面进入深部开采模式。深部开采伴随着高水压、高温度、高地压及深部开采强烈扰动条件下，使深部煤层开采面临着巨大安全的挑战；特别是高承压水害事故频发，严重威胁着深部煤层的安全开采。深部煤层底板承压水的防治必要条件是科学有效查明深部采动煤层底板岩层破坏裂隙的时空分布特征，从而进行科学有效的承压水害防治。因此对深部煤层开采底板岩层破裂分布的时空演化特征的研究十分必要。
需解决的主要技术难题
1.确定光缆的变形量及应变分布状态与煤层底板岩层应力应变特征之间的关联；2.如何确定采矿过程中的煤层底板破坏域。 3.提供一种深部煤层开采底板岩层破裂分布时空演化动态监测方法，可实现深部煤层开采底板岩层破裂分布的动态监测，为深部煤层开采底板承压水害防治提供基础参数。
期望实现的主要技术目标
针对同一岩层，分别进行取芯试样的单轴压缩试验、单轴抗剪试验；试样岩柱体的单轴压缩试验、单轴抗剪试验；
对比分析同一类型试验的试验结果数据；
根据对比分析数据进行调整钻孔填充物的物料配比；
基于试验加载数据求解钻孔填充物应变量数据；
需求解析
解析单位：“科创中国”大地感知与智慧控灾技术产业科技服务团（中国岩石力学与工程学会） 解析时间：2023-12-01
顾凯
南京大学
副教授
综合评价
该技术的需求描述较为清晰，无需通过跨行业专家进行共同解决，统筹考虑技术需求要素与实施解决方案，具体可通过以下技术路径进行突破：
1.采用大尺度三维模型相似试验系统,分析具有一定倾角的多组裂隙的岩体在高地应力下开挖变形破坏规律。通过实验可知，隧道上下侧围岩主要呈现大变形现象,左右侧围岩呈现分层破裂现象,破裂区随时间增长由内向外逐渐增多,在拱顶、底板大变形的诱导下发生边墙大体积坍塌;隧道围岩由内向外位移值和应力值呈现波动状分布;裂隙倾角与破坏区分布形态有一定相关性。
2.基于自发布里渊散射的布里渊光时域反射仪（BOTDR），解译现场分布式监测数据，明确光缆的变形量及应变分布状态与煤层底板岩层应力应变特征之间的关联，结合相似试验结果，确定采矿过程中的煤层底板破坏域。
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