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

1、對于具有煤與瓦斯突出的礦井而言，保護(hù)層開采是最為有效消突的措施之一，煤層群保護(hù)層開采研究的關(guān)鍵在于保護(hù)范圍的劃定，物理相似模擬是保護(hù)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(xué)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(jìn)行保護(hù)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(jìn)行了理論分析并改進(jìn)了插值算法以提高精度，通過對試件實(shí)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(hù)層開采的工程背景，采用數(shù)字散斑技術(shù)進(jìn)行保護(hù)層開采覆巖變形和保護(hù)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(jìn)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(yùn)用在保護(hù)層物理相似模擬實(shí)驗中的可行性。②在下保護(hù)層開采物理相似模擬實(shí)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(yīng)變等值線云圖分別與上覆

3、巖層變形破壞實(shí)物圖相疊加得到了頂板位移綜合分析圖和平面總應(yīng)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(yīng)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(yīng)變“環(huán)形核心”作為“三帶”的分界點(diǎn)，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