TBM掘进下深井煤矿巷道扰动特性及光纤监测研究

本研究论文聚焦于深井煤矿采用TBM（ Tunnel Boring Machine，隧道掘进机）进行掘进巷道施工时的围岩扰动特性监测。作者选取张集煤矿的TBM掘进采煤工作面高抽巷作为研究对象，利用布里渊背向散射的分布式光纤传感技术（BOTDR）进行实时监测。这项技术的优势在于其高精度、大范围覆盖和强抗干扰性能，能够精确捕捉围岩在TBM掘进过程中的变形和扰动。 研究团队在巷道前方和侧方布设监测钻孔，安装分布式光纤传感器，确保其与围岩变形同步，从而获取围岩在TBM掘进下的应变分布特征和动态变化。研究结果显示，TBM掘进对掌子面前方岩石的影响范围大约在5至7米之间，这表明TBM施工的高效性。在不同深度的围岩中，观察到4至12米的区域主要表现为压应变，而12至18米深度则出现了拉应变，但整体上并未发现大规模的围岩破坏。这一发现对比传统的钻爆法施工，显示了TBM在煤矿岩巷掘进中的优势，即更高的掘进效率和较小的围岩扰动。 通过对这些数据的深入分析，研究人员得出结论，TBM掘进方法在保障施工效率的同时，对围岩的破坏程度较小，有助于提升煤矿岩巷施工的安全性和可持续性。因此，TBM技术的应用在现代煤矿开采中具有重要的实际价值和理论意义，未来可能进一步优化TBM施工工艺，以减少对环境和地质结构的影响。