科研人員研發出煤礦衝擊地壓動態監測預警系統

衝擊地壓作為一種特殊的礦山壓力顯現形式，隨礦產資源開採深度和強度的不斷增加，已成為深部資源開採領域面臨的主要災害之一。地下採礦工程受深部開採「時空關係+覆岩結構+地質構造」等多重複雜因素影響，呈現出「地應力場+采動應力場+支護應力場」多場疊加的複雜應力分布現象，導致應力場分布規律模糊不清；且受限於當前的理論及技術手段的研發成熟度（監測範圍、抗干擾性、耐久性和長期穩定性等方面），地下空間複雜環境下煤岩體三維應力演化過程的動態長期監測非常困難，災害機理及預警研究缺乏可靠的技術支撐。因此，如何實現采場圍岩應力的三維動態長期測試，進一步加強遠程應力智能化實時監測預警研究是目前的當務之急，也是亟待解決的一項重大技術難題。

中國科學院武漢岩土力學研究所施工過程力學課題組通過對三維應力感測器技術理論、狀態信息實時感知及智能在線處理等技術方面的深入研究，取得如下進展：（1）自主研發一種高精度的光纖光柵三維應力感測器，其耐腐蝕性、抗地下水和電磁干擾性能及長期穩定性大幅提高，可同時實現對工程建設期的岩體地應力測試和工程運營期的長期實時跟蹤監測，填補了業內空白。（2）以物聯網、智能技術、雲計算與大數據等新一代信息技術為手段，以全面感知、實時傳送和智能在線處理為運行方式，建立了智能化的采場圍岩遠程三維應力場的實時監測系統，具有自動監測、數據共享和遠程控制等優勢。（3）對採集的應力狀態信息進行數據挖掘和智能學習，建立了動態應力風險預警指標和模型，為地下空間複雜環境下衝擊地壓的預警、信息化施工及防災減災措施提供理論與技術支撐條件。

研究工作得到了國家重點基礎研究發展計劃（973計劃）等的資助，已申請多項發明專利，對複雜環境下地下工程衝擊地壓等動力災害的預警及優化掘進施工具有重要指導意義。研究成果應用於兗礦集團東灘煤礦、濟三煤礦等國內多處地下工程，取得顯著社會經濟效益。

三維光纖光柵應力感測器

軟體分析系統

來源：中國科學院武漢岩土力學研究所

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