《礦井突水災害光纖光柵聲發射感測理論及綜合預警方法》是依託山東大學，由隋青美擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：礦井突水災害光纖光柵聲發射感測理論及綜合預警方法
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：隋青美
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
礦井突水災害頻繁發生，造成了重大的經濟損失與人員傷亡。因此，研究有效的礦井突水災害實時監測理論與綜合預警方法，已成為亟待解決的科技難題。針對上述問題，本項目提出採用光纖光柵聲發射系統作為礦井突水災害監測的實現方法。首先，研究光纖光柵微弱中高頻信號感測理論，突破光纖光柵感測器壽命短的難題，建立寬頻、高精度、長壽命、本徵安全的礦井突水災害監測方法，開發三分量光纖光柵聲發射感測器與多通道光纖光柵聲發射解調儀，構建礦井突水災害光纖光柵聲發射監測系統。重點研究基於時差定位算法的光纖光柵聲發射感測器陣列布置方式與波速自動修正模型，實現聲發射源的精確定位與四維成像。通過開展礦井突水數值模擬與物理模型試驗，深入研究突水災變過程不同階段聲發射信號及其特徵參數的回響規律與前兆特徵，結合現場試驗，對研究成果不斷改進提升，形成礦井突水災害光纖光柵聲發射實時監測與綜合預警方法與系統。
結題摘要
頻發的礦井突水災害造成了嚴重的人員傷亡、極大經濟損失與惡劣的社會影響，亟待突破突水災害監測及預警理論與方法難題，本項目研究了礦井突水災害實時監測理論與綜合預警方法，並取得了重要進展。研究了微弱高頻信號的光纖光柵感測機理，明確了光纖光柵對不同頻段彈性波的回響特性，建立了光纖光柵應力增敏感測機制與中高頻光纖感測器標準化封裝工藝流程，形成了一種新的光纖光柵高頻微弱振動信號高精度感測方法。通過光纖光柵橫向交叉敏感抑制理論及多通道高速解調技術研究，開發了適用於礦井突水災害監測的三分量光纖光柵聲發射感測器與多通道數據採集與處理系統。研究了聲發射感測器陣列的最佳化布置方法與策略，形成基於時差定位算法的自適應高精度智慧型定位算法，實現了聲發射事件四維成像。開展了實驗室模擬試驗及現場試驗，研究了複雜環境下岩石破裂信號及其破壞類型自動識別方法，形成了突水災害演變過程的綜合辨識與自動預警方法與軟硬體系統。
