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        基于分布式光纖傳感技術的卸壓鉆孔時間效應研究

        2017-12-22 05:39:14李云鵬張宏偉
        煤炭學報 2017年11期
        關鍵詞:煤體光纜傳感

        李云鵬,張宏偉,韓 軍,朱 峰,郭 超

        (遼寧工程技術大學 礦業(yè)學院,遼寧 阜新 123000)

        基于分布式光纖傳感技術的卸壓鉆孔時間效應研究

        李云鵬,張宏偉,韓 軍,朱 峰,郭 超

        (遼寧工程技術大學 礦業(yè)學院,遼寧 阜新 123000)

        以鉆孔卸壓原理及分布式光纖傳感技術為基礎,建立了卸壓鉆孔周邊煤體內部應變感測模型,提出了以光纖拉伸應變值及卸壓半徑為指標的卸壓效果評價方法。通過對傳感光纜下方鉆孔卸壓周邊煤體內部應變定期測試,并結合鉆孔內部表觀現(xiàn)象觀測,根據(jù)不同時間鉆孔周圍煤體內部應變及表觀破壞特征將鉆孔卸壓過程分為裂隙發(fā)育階段、極限平衡階段、塌孔階段、破碎煤體壓實階段等四個階段。分別確定了在忻州窯礦地質及開采條件下鉆孔卸壓過程中各階段的時間區(qū)間,得出超前94~101 m以上施工鉆孔,其卸壓效果較為顯著。利用微震監(jiān)測系統(tǒng),對比分析了卸壓鉆孔施工時間調整前后的微震事件分布特征,結果表明:當卸壓鉆孔施工達到超前工作110 m后,工作面周邊高能量事件的頻次明顯減少、微震事件平均能量明顯降低38%。

        沖擊地壓防治;鉆孔卸壓;分布式光纖傳感;原位測試;微震監(jiān)測

        截至目前,我國發(fā)生沖擊地壓的礦井多達177個,廣泛分布于山西、遼寧、江蘇、山東、黑龍江、河南、新疆等多個地區(qū)[1-2]。隨著我國煤炭開采發(fā)展變化,東部地區(qū)采深不斷加大,老礦井開采接近尾聲、孤島面增多,沖擊地壓已成為威脅我國煤礦安全生產(chǎn)的重要災害之一[3-4]。

        目前,國內常用的沖擊地壓解危措施主要有頂板預裂爆破、煤層卸壓爆破、高壓注水、鉆孔卸壓、定向水壓致裂、底板爆破、底板卸壓槽等方法[5]。鉆孔卸壓具有操作便捷、施工速度快、不影響煤礦生產(chǎn)工作等優(yōu)點,可降低巷道圍巖應力、使應力峰值向深部轉移,是一種高效便捷的沖擊地壓解危措施。卸壓鉆孔施工后,其自身應力值降低,且局部范圍出現(xiàn)小的應力集中現(xiàn)象,當該值超過孔壁強度時,隨著時間的推移及鉆孔間煤體的壓裂,釋放煤體內部積聚的彈性能,從而達到防治沖擊地壓的目的[6]。國內外學者采用理論分析、數(shù)值計算、電磁輻射等方法,對鉆孔卸壓半徑及卸壓程度等進行了大量研究[7-13],但對卸壓鉆孔效果的實測、卸壓效果與時間關系的研究較少。

        分布式光纖傳感技術是基于自發(fā)布里淵散射原理的一種新型傳感技術,目前在地面巖土工程應用較為廣泛,在煤礦開采領域已應用在覆巖“三帶”分布等方面[14-17]。鑒于該技術在巖土工程及采礦工程領域中應用的可行性,本文提出采用BOTDR分布式光纖傳感技術對卸壓鉆孔效果及其與時間的關系進行實測研究,在具有沖擊地壓危險的工作面中沿煤層走向布置一條光纖,在其下方施工卸壓鉆孔,并進行定期測量,結合鉆孔窺視儀表觀現(xiàn)象觀察,對鉆孔卸壓時間效應進行深入研究,為優(yōu)化卸壓鉆孔施工時間提供依據(jù)。研究成果將為研究鉆孔卸壓提供一種全新的方法及豐富的現(xiàn)場經(jīng)驗,并進一步拓展了分布式光纖傳感技術在煤礦中的應用范圍。

        1 BOTDR鉆孔卸壓檢測原理

        1.1 BOTDR測量原理

        BOTDR是一種通過感測背向布里淵散射光的頻率漂移量,從而得到整條光纖的溫度和應變分布情況的測量技術。當光纖軸向應變或周邊溫度發(fā)生變化時,沿光纖中的背向布里淵散射光的頻率將隨之產(chǎn)生漂移,該頻率漂移量與光纖變化具有很好的線性關系,煤礦井下的溫度變化很小可忽略不計,線性關系可表示[18-19]為

        式中,ε為應變值;υB(ε)為應變?yōu)棣艜r布里淵光頻率漂移量;υB(0)為自由狀態(tài)的布里淵光中心頻率;dυB(ε)/dε為比例系數(shù)。

        基于BOTDR原理及傳感光纖具有防水防潮、耐久性好、抗電磁干擾、耐腐蝕、柔軟可彎曲等特點,只需將特殊封裝的單模光纖植入煤體中,通過連接解調儀,便可較為精確的感測卸壓鉆孔周邊煤體內部變形情況,從而實現(xiàn)對卸壓鉆孔時間效應的分析。

        1.2 傳感光纜感測模型

        隨著時間的推移,卸壓鉆孔周圍煤體破裂,并向孔內自由空間內坍塌,導致鉆孔周圍應力重新分布,塑性區(qū)隨之不斷擴大,最終破碎坍塌的煤塊充滿鉆孔空間,鉆孔孔壁由內至外形成破裂區(qū)、塑性區(qū)、彈性區(qū),從而形成卸壓區(qū)域[20]。因此,為分析卸壓鉆孔周圍煤體內部變形情況并簡化計算,認為卸壓鉆孔處于雙向應力狀態(tài),建立如圖1所示的模型。

        圖1 鉆孔卸壓幾何模型Fig.1 Geometric model of borehole pressure relief

        將傳感光纜與卸壓鉆孔交叉布置,當卸壓鉆孔沿徑向方向產(chǎn)生卸壓區(qū)域時,在垂直應力作用下,傳感光纜隨破碎煤體一同彎曲下沉,從而使傳感光纜產(chǎn)生軸向應變。假設在上部煤巖體垂直應力的作用下,傳感光纜向下移動,下沉量為h,傳感光纜產(chǎn)生拉伸變形的長度為L,則其幾何關系如下:

        式中,R為卸壓半徑,m;h為卸壓鉆孔中心與傳感光纜距離,m;L為傳感光纜拉伸變形段長度,m。

        由布里淵光測量原理可知,應變?yōu)檎当硎竟饫w軸向處于受拉狀態(tài),應變?yōu)樨撝当硎竟饫w軸向處于受壓狀態(tài)。由固支梁受力特征可知[21],傳感光纜中部處于受拉狀態(tài)、彎矩為正,兩端頭附近處于受壓狀態(tài)、彎矩為負,因此,認為在傳感光纜應變出現(xiàn)負值時為卸壓范圍邊界,即可確定傳感光纜拉伸變形段長度L,代入式(2)可求得卸壓半徑R。由卸壓半徑R及傳感光纜應變值,即可確定卸壓鉆孔的時間效應。

        2 測試方案設計與現(xiàn)場施工

        2.1 工作面概況

        忻州窯礦位于山西省大同礦區(qū),井田西南部與煤峪口礦相鄰,北部與云岡礦和晉華宮礦相鄰。是目前大同煤礦集團的主力生產(chǎn)礦井。8939工作面位于忻州窯礦西二盤區(qū),主采11號煤層,其西側為8937采空區(qū),東側一部分為8941采空區(qū),另一部分緊鄰云岡礦采空區(qū),是典型的孤島工作面,工作面布置平面如圖2所示。

        圖2 8939工作面布置平面Fig.2 Plan view of No.8939 panel layout

        8939工作面煤層結構簡單,平均埋深345 m,工作面長度95 m,走向長度1 400 m,與8937工作面間留有20 m保護煤柱,煤層平均厚度7.5 m,平均傾角3°,絕對瓦斯涌出量4.7 m3/min,采用綜采放頂煤回采工藝。煤層硬度3.2~4.4,為堅硬煤層;煤層上部無偽頂,頂?shù)装寰鶠橐陨皫r為主的堅硬巖層,屬于典型的頂板、煤層、底板均堅硬的“三硬”煤層。

        大同煤田東部礦井毗鄰口泉斷裂,地質構造運動為誘發(fā)沖擊地壓提供了能量條件,口泉斷裂附近煤峪口礦、忻州窯礦、同家梁礦等均有不同強度的沖擊地壓現(xiàn)象發(fā)生,鄰近8935,8937工作面在開采期間,回風平巷超前100 m范圍內也曾發(fā)生多次沖擊地壓現(xiàn)象[22-23]。因此,8939孤島工作面具有較高的沖擊危險性。

        鉆孔卸壓是忻州窯礦沖擊防治體系中的重要環(huán)節(jié)之一,現(xiàn)有鉆孔卸壓措施參數(shù)為:孔徑108 mm、深度8.0 m、高度0.5 m,采用爬道鉆機施工,對鉆孔施工時間未做明確規(guī)定。因此,研究卸壓鉆孔的時間效應,對提高鉆孔卸壓效果、保障8939工作面安全回采是十分必要的。

        2.2 光纖監(jiān)測孔布置

        為保證光纖布置位置處于煤體彈性區(qū)內,在8939工作面回風巷道(5939巷)距工作面開切眼1 254 m處寬約3 m、深約2 m的絞車硐室布置一個分布式光纖監(jiān)測孔。分布式光纖監(jiān)測孔參數(shù)為:孔口距煤壁1.4 m,距底板1.2 m,光纖監(jiān)測孔與煤壁水平夾角5°,垂直夾角向上1°,鉆孔孔徑65 mm,孔深44 m。為確保鉆孔方向保持穩(wěn)定,施工時先用鉆機開孔,當孔深達到1.5 m后,在鉆頭后部連接一長1.0 m、直徑60 mm的導向裝置,鉆孔布置平面示意如圖3所示。

        圖3 光纖監(jiān)測孔布置平面Fig.3 Scheme of detection fiber optic

        2.3 傳感光纜選擇及其安裝

        根據(jù)以往工程實踐經(jīng)驗,且為滿足傳感器安裝和卸壓鉆孔周圍應變監(jiān)測的要求,本次研究采用韌性較強的金屬基索狀應變傳感光纜,以灌注水泥砂漿的方式植入光纖監(jiān)測孔內。傳感光纜直徑為5.0±0.2 mm,應變系數(shù)為499.8 MHz/%,最大拉斷力2 350 N。為保證植入的傳感光纜與煤體具有良好的協(xié)同變形能力,根據(jù)實驗室內測得8939工作面11號煤層的彈性模量為3.66 GPa、泊松比為0.23[24]。因此,選擇剛度較低且變形參數(shù)與其接近的M7.5標號水泥沙漿灌注至光纖監(jiān)測孔中[25]。傳感光纜安裝步驟如下:

        (1)光纖鉆孔施工完畢,將傳感光纜捆綁在40 mm直徑的PVC管件上,并植入到鉆孔中,如圖4所示;

        (2)待傳感光纜全部放入孔內后,將注漿管插入鉆孔中(PVC管壁外側)約2 m深,用聚氨酯將鉆孔封孔1 m;

        (3)待聚氨酯凝固后,開啟注漿泵注漿直至水泥砂漿由PVC管內部反出為止。

        圖4 分布式光纖傳感器組裝示意Fig.4 Distributed optic fiber sensor assemble scheme

        2.4 卸壓鉆孔布置方案與施工

        設計卸壓鉆孔間距1.5 m,深度6.0 m,鉆孔頂部與光纖監(jiān)測孔底部相距0.2 m,卸壓鉆孔孔徑為65,90,108 mm,以開孔位置為原點,具體布置方式如圖5所示。

        圖5 卸壓鉆孔布置平面Fig.5 Plan view of pressure relief boreholes layout

        為確認傳感光纜位置是否與理論狀態(tài)相符,在距光纖監(jiān)測孔孔口約40 m處,采用爬道式鉆機在豎直方向上每隔0.2 m施工水平探測鉆孔,共施工兩排,排距0.5 m,若傳感光纜測出光纖應變突變,則可認為傳感光纖位置與設計相符。待確認光纖位置后,按照設計方案垂直于巷幫施工,現(xiàn)場施工如圖6所示。

        圖6 卸壓鉆孔現(xiàn)場施工Fig.6 Pressure relief borehole constructed in field

        3 傳感光纜應變數(shù)據(jù)采集與分析

        3.1 傳感光纜應變數(shù)據(jù)采集

        測試采用中電41所研制的AV6419型光時域應變儀,由監(jiān)測孔引出長約300 m的信號光纜,在5939巷道與901盤區(qū)軌道巷連接處與應變儀連接。待光纖監(jiān)測孔內水泥砂漿凝固達到理論測試強度后,采集傳感光纜的初始應變值。之后,分別采集鉆孔施工結束后0,24,72,168,240,288,360,432,480 h傳感光纜的應變數(shù)據(jù),將測得數(shù)據(jù)與初始應變值逐一作差,從而實現(xiàn)對卸壓鉆孔時間效應的探求。為保證本次測試的精度,采集頻率設置為0.1 m,即每0.1 m采集一個應變數(shù)據(jù)?,F(xiàn)場采集過程如圖7所示。

        圖7 光時域應變儀數(shù)據(jù)采集Fig.7 Data acquisition of BOTDR instrument

        3.2 傳感光纜應變分析

        針對忻州窯礦實際情況,選擇3組108 mm孔徑的卸壓鉆孔應變數(shù)據(jù)進行分析,不同測量時間的應變曲線如圖8所示。

        圖8 7,10,11號孔應變變化曲線Fig.8 Strain curve of Nos.7,10,11 borehole

        現(xiàn)場施工時,傳感光纜與鉆孔交叉5°布置,由此產(chǎn)生卸壓半徑計算誤差約為4 mm,對卸壓范圍確定影響較小,可忽略不計。則有:

        7號鉆孔距離光纖監(jiān)測孔口19.7 m,施工結束后立即測量,煤體內部應變幾乎未發(fā)生變化,應變值均在10×10-6左右;鉆孔施工24,72,168 h后鉆孔周圍煤體內部應變發(fā)生較小的變化,最大應變值均在20×10-6以內,卸壓半徑逐漸開始增大,半徑分別為0.15,0.16,0.22 m;當鉆孔施工240 h后,卸壓鉆孔周圍煤體內部應變開始增大,應變最大值達到41×10-6,卸壓半徑繼續(xù)增大,達到0.40 m;當鉆孔施工288 h后,卸壓鉆孔周圍煤體內部應變顯著增大,最大值達到120×10-6,卸壓半徑顯著增大,達到0.55 m;當鉆孔施工360 h后,卸壓鉆孔周圍煤體內部應變進一步增大,最大值達到140×10-6,卸壓半徑進一步增大,達到0.71 m;當鉆孔施工432 h后,卸壓鉆孔周圍煤體內部應變繼續(xù)增大,最大值達到166×10-6,卸壓半徑基本保持不變;當鉆孔施工480 h后,卸壓鉆孔周圍煤體應變及卸壓半徑基本保持不變,卸壓鉆孔達到平衡狀態(tài)。

        10號鉆孔距離光纖監(jiān)測孔口25.2 m,施工結束后立即測量,煤體內部應變幾乎未發(fā)生變化,應變值均在10×10-6以內;鉆孔施工24,72,168,240 h后鉆孔周圍煤體內部應變發(fā)生較小的變化,最大應變值均在25×10-6以內,卸壓半徑逐漸開始增大,分別為0.12,0.18,0.27,0.48 m;當鉆孔施工288 h后,卸壓鉆孔周圍煤體內部應變明顯增大,最大值達到72×10-6,卸壓半徑顯著增大,達到0.52 m;當鉆孔施工360 h后,卸壓鉆孔周圍煤體內部應變顯著增大,最大值達到133×10-6,卸壓半徑進一步增大,達到0.74 m;當鉆孔施工432 h后,卸壓鉆孔周圍煤體內部應變繼續(xù)增大,最大值達到179×10-6,卸壓半徑基本保持不變;當鉆孔施工480 h后,卸壓鉆孔周圍煤體應變和卸壓半徑基本保持不變,卸壓鉆孔達到平衡狀態(tài)。

        11號鉆孔距離光纖監(jiān)測孔口26.8 m,施工結束后0,24,72 h,煤體內部應變幾乎未發(fā)生變化,應變值均在11×10-6以內,施工72 h后卸壓半徑開始發(fā)育,為0.10 m;鉆孔施工168 h后鉆孔周圍煤體內部應變發(fā)生較小的變化,最大應變值21×10-6,卸壓半徑增大至0.28 m;當鉆孔施工240 h后,卸壓鉆孔周圍煤體內部應變開始增大,應變最大值達到69×10-6,卸壓半徑繼續(xù)增大,達到0.42 m;當鉆孔施工288 h后,卸壓鉆孔周圍煤體內部應變顯著增大,最大值達到106×10-6,卸壓半徑顯著增大,達到0.57 m;當鉆孔施工360 h后,卸壓鉆孔周圍煤體內部應變進一步增大,最大值達到141×10-6,卸壓半徑進一步增大,達到0.68 m;當鉆孔施工432 h后,卸壓鉆孔周圍煤體內部應變繼續(xù)增大,最大值達到165×10-6,卸壓半徑基本保持不變;當鉆孔施工480 h后,卸壓鉆孔周圍煤體應變和卸壓半徑基本保持不變,卸壓鉆孔達到平衡狀態(tài)。

        3.3 卸壓鉆孔時間效應分析

        為驗證光纖測試結果的正確性,在進行光纖測試的同時,采用鉆孔窺視儀對其進行了窺視。以10號孔為例,鉆孔施工48 h后,鉆孔孔壁較為光滑,未塌孔,如圖9(a)所示;鉆孔施工168 h后,鉆孔孔壁產(chǎn)生部分裂隙,孔壁較48 h時粗糙,孔底存在細碎煤渣如圖9(b)所示;鉆孔施工240 h后,鉆孔內部部分塌孔,孔底存在破碎塊狀煤體,如圖9(c)所示;鉆孔施工432 h后,鉆孔內部完全塌孔,破碎煤體充滿孔內自由空間,如圖9(d)所示。

        圖9 10號鉆孔內部表觀窺視Fig.9 External peek in No.10 borehole

        分別將上文選取的3組鉆孔最大應變值及卸壓半徑的平均值與對應測量時間繪制成散點圖,并擬合成曲線,如圖10所示。分析可知,卸壓半徑與時間的關系函數(shù)在0~480 h區(qū)間呈單調遞增趨勢,隨著時間的不斷推進,鉆孔周圍形成的卸壓區(qū)域逐漸增大;在0~72 h時卸壓半徑開始緩慢增大;在72~402 h時卸壓半徑近似呈線性增長;當超過402 h后趨于平穩(wěn)。鉆孔周圍煤體內部最大應變值與時間的關系函數(shù)在0~480 h區(qū)間內也呈單調遞增趨勢;在0~72 h時應變變化較小;在72~190 h時應變開始增大,增大速率較慢;在190~402 h時近似呈線性增長,增長速率較快;超過402 h后,應變值趨于平穩(wěn)。

        圖10 不同時間鉆孔卸壓效果散點及擬合曲線Fig.10 Scatter plot and fitting curve of borehole pressure relief under different time condition

        綜合擬合曲線及鉆孔窺視分析結果,根據(jù)不同時間鉆孔周圍煤體內部應變及表觀破壞特征,可將鉆孔卸壓過程分為4個階段:裂隙發(fā)育階段、極限平衡階段、塌孔階段、破碎煤體壓實階段,分別對應圖10中①~④四個區(qū)間,鉆孔各階段特征見表1。

        4 現(xiàn)場微震監(jiān)測分析

        8939工作面自2015-09-13開始回采,開采初期,由于采掘接續(xù)較為緊張,卸壓鉆孔僅超前工作面50~70 m施工。針對忻州窯礦8939工作面地質條件而言,為使鉆孔卸壓起到最佳效果,應至少提前402 h施工卸壓鉆孔,以8939工作面實際日推進度(5~6 m/d)計算,建議超前工作面94~101 m施工卸壓鉆孔。忻州窯礦8939工作面安裝有SOS微震監(jiān)測系統(tǒng),2015-10-30卸壓鉆孔施工達到超前工作面約110 m,對比10月30日前后48 d的微震監(jiān)測數(shù)據(jù),工作面分別推進至采位13.5,427.4 m,如圖11所示,其中2939巷道為運輸平巷、5939巷為回風巷道,回風巷道鄰近8937采空區(qū)。

        表1鉆孔發(fā)育各階段特征
        Table1Characteristicsofboreholesdevelopment

        階段內部特征表觀特征時間區(qū)間/h裂隙發(fā)育階段煤體內部應變變化很小,卸壓半徑開始發(fā)育孔壁光滑完整,未見明顯破壞0~72極限平衡階段煤體內部應變開始增大,速度緩慢;卸壓半徑繼續(xù)增大,近似呈線性增長孔壁粗糙,孔底有煤渣,未塌孔72~190塌孔階段煤體內部應變增大,卸壓半徑增大,增長速率均近似呈線性鉆孔塌孔,破碎煤體涌向孔內自由空間190~402破碎煤體壓實階段卸壓半徑不再繼續(xù)增大,煤體內部應變變化很小,應力達到二次平衡破碎煤體充滿卸壓鉆孔內自由空間>402

        圖11 鉆孔施工時間調整前后微震事件分布Fig.11 Micro-seismic event distribution before and after adjustment of borehole constructed time

        卸壓鉆孔施工時間調整前,8939工作面周邊發(fā)生能量高于103J的微震事件58次,其中能量在105J以上的6次,能量在104~105J之間的13次,能量在103~104J之間的39次,平均能量為4.16×104J,在2015-10-26采位400 m處連續(xù)發(fā)生兩次能量高達105J以上的沖擊現(xiàn)象,導致5939巷道底板產(chǎn)生底臌,底臌長度約200 m,底臌高度0.5~0.8 m,折損單體支柱5根;卸壓鉆孔施工時間調整后,8939工作面周邊發(fā)生能量高于103J的微震事件62次,其中能量在105J以上的0次,能量在104~105J之間的13次,能量在103~104J之間的49次,平均能量為2.58×104J,未出現(xiàn)巷道底板大范圍底臌現(xiàn)象。綜上分析可知,卸壓鉆孔施工時間未調整前卸壓鉆孔可起到一定的卸壓作用,8939工作面開采并未出現(xiàn)巷道沖毀等嚴重事故;卸壓鉆孔施工時間調整后,煤體內部積聚的能量在時間作用下較好的釋放,發(fā)生微震事件的平均能量下降約38%,驗證了上述鉆孔卸壓時間效應分析的正確性。

        5 結 論

        (1)以鉆孔卸壓原理及分布式光纖傳感技術為基礎,建立了卸壓鉆孔周邊煤體內部應變感測模型,提出了以光纖拉伸應變值及卸壓半徑為指標的卸壓效果評價方法。

        (2)通過對卸壓鉆孔周圍煤體內部應變的定期測試,結合鉆孔窺視儀對鉆孔孔內表觀現(xiàn)象觀測,得出卸壓鉆孔的卸壓過程隨時間變化可分為裂隙發(fā)育階段、極限平衡階段、塌孔階段、破碎煤體壓實階段。

        (3)確定了在忻州窯礦8939工作面地質條件下,卸壓鉆孔的裂隙發(fā)育階段時間為施工后0~72 h、極限平衡階段72~190 h、塌孔階段時間為施工后190~402 h、破碎煤體壓實階段為施工402 h后。

        (4)8939工作面超前工作面110 m以上施工卸壓鉆孔,工作面周邊的高能量事件頻次及微震事件平均能量明顯降低,說明進入破碎煤體壓實階段的鉆孔可較大程度的降低其周邊煤體內部的彈性能,達到較好的卸壓效果。

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        Timeeffectofboreholepressurereliefbasedondistributedopticalfibersensingtechnology

        LI Yunpeng,ZHANG Hongwei,HAN Jun,ZHU Feng,GUO Chao

        (MiningInstitute,LiaoningTechnicalUniversity,Fuxin123000,China)

        Based on the principle of borehole pressure relief and distributed optical fiber sensing technology,the internal strain sensing model of coal around the pressure relief boreholes was established.Also,the paper proposed a method of evaluating the pressure relief effect with the optical fiber tensile strain value and the radius of yielded zone.Boreholes are drilled under the sensing cable,and the internal strain of the surrounding coal can be tested periodically.Combined with internal phenomena observation,the borehole pressure relief process can be divided into four stages,according to the characteristics of internal strain and apparent failure of coal in different times.The four stages are respectively fissure development stage,limit equilibrium stage,collapse hole stage,and broken coal compaction stage.The method was used to determine the time interval of each stage in the process of borehole pressure relief under the geological conditions of Xinzhouyao Coal Mine,and concluded that the pressure relief effect of construction drilling above 94 to 101 m was more significant.The distribution characteristics of micro-seismic events before and after the construction time adjustment of pressure relief boreholes were analyzed by micro-seismic monitoring system.The results show that the frequency of high-energy events around the No.8939 panel is significantly reduced,and the average energy of the micro-seismic event is significantly reduced by 38%.

        bumping prevention and control;borehole pressure relief;distributed optical fiber sensing;in-situ testing;micro-seismic monitoring

        李云鵬,張宏偉,韓軍,等.基于分布式光纖傳感技術的卸壓鉆孔時間效應研究[J].煤炭學報,2017,42(11):2834-2841.

        10.13225/j.cnki.jccs.2017.0518

        LI Yunpeng,ZHANG Hongwei,HAN Jun,et al.Time effect of borehole pressure relief based on distributed optical fiber sensing technology[J].Journal of China Coal Society,2017,42(11):2834-2841.doi:10.13225/j.cnki.jccs.2017.0518

        TD324

        A

        0253-9993(2017)11-2834-08

        2017-04-18

        2017-07-05責任編輯畢永華

        國家自然科學基金資助項目(51274117,51674135)

        李云鵬(1990—),男,遼寧遼陽人,博士研究生。E-mail:leeyp90123@foxmail.com。

        張宏偉(1957—),男,黑龍江湯原人,教授,博士生導師。E-mail:kyzhw@263.net

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