數(shù)字散斑技術(shù)在保護層開采物理相似模擬實驗中的應用研究.pdf

1、對于具有煤與瓦斯突出的礦井而言，保護層開采是最為有效消突的措施之一，煤層群保護層開采研究的關(guān)鍵在于保護范圍的劃定，物理相似模擬是保護層開采研究中的一種重要方法。物理相似模擬中模型變形的測量技術(shù)直接影響著研究結(jié)果的可靠性。數(shù)字散斑相關(guān)方法作為一種新型現(xiàn)代光學測量方式，具有全場性、非接觸優(yōu)勢，因此引入數(shù)字散斑技術(shù)進行保護層開采的物理相似模擬具有一定的研究意義。本文對數(shù)字散斑相關(guān)方法進行了理論分析并改進了插值算法以提高精度，通過對試件實驗室測

2、試驗證了該方法的可靠性。結(jié)合東林煤礦傾斜下保護層開采的工程背景，采用數(shù)字散斑技術(shù)進行保護層開采覆巖變形和保護范圍的劃定研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：①通過相似材料試件單軸壓縮變形試驗，采用數(shù)字散斑技術(shù)的方法對其位移等變形破壞特性進行研究，從定性和定量兩個方面驗證了數(shù)字散斑相關(guān)方法運用在保護層物理相似模擬實驗中的可行性。②在下保護層開采物理相似模擬實驗中引入數(shù)字散斑技術(shù)，通過將上覆巖層位移等值線云圖、平面總應變等值線云圖分別與上覆

3、巖層變形破壞實物圖相疊加得到了頂板位移綜合分析圖和平面總應變綜合分析圖；在傳統(tǒng)物理相似模型表面變形測量的基礎(chǔ)上，提出了一種分析上覆巖層的變形和破壞規(guī)律新方法，提高了測量精度，完善了頂板巖層移動規(guī)律的研究手段。③確定了頂板位移云圖和平面總應變云圖呈現(xiàn)的“環(huán)形核”等值線分布特征，以位移“環(huán)形核心”及應變“環(huán)形核心”作為“三帶”的分界點，確定煤層開采垮落帶高度、裂隙帶高度和偏心程度等特征參數(shù)；分析得出工作面上方132.5mm以內(nèi)是裂隙帶及垮落