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| 1 | 厚基岩浅埋大采高加长工作面矿压规律研究显示文摘为了保证厚基岩浅埋大采高加长工作面的安全高效生产,通过对乌兰木伦煤矿61203面的矿压观测,针对厚基岩浅埋大采高加长工作面矿压显现规律进行了探讨.360 m长工作面停采期间支架阻力持续处于高位状态;正常回采期间,工作面矿压显现具有非均匀性大小周期变化;加长工作面初次来压和周期来压比较明显,来压步距变化较大,支架动载系数也相对较大.研究结果建议选用工作阻力为9770~13469 kN/架的液压支架为宜. | 柴敬 高登彦 王国旺 崔亚仲 | 2009 | 采矿与安全工程学报2009，26，4： | 47 |
| 2 | 光纤Bragg光栅锚杆应力应变监测系统显示文摘锚杆是矿山巷道的主要支护形式之一,现有锚杆支护质量检测方法无法进行远程监控、不能实现全过程监测,本文提出了采用光纤Bragg光栅传感技术进行锚杆支护质量监测的新方法。介绍了光纤Bragg光栅监测系统的工作原理及其构成,实验系统由3个Bragg光栅组成阵列,将其粘贴在长度0.6m的金属锚杆杆体表面,进行锚杆受力的检测以及与电测技术的实验室对比试验。结果表明,光纤Bragg光栅传感器具有高的测量精度,结构简单,可以实现在线实时监测。 | 柴敬 兰曙光 李继平 李毅 刘金瑄 | 2005 | 西安科技大学学报2005，25，1： | 35 |
| 3 | 中薄煤层智能开采技术及其装备显示文摘针对我国薄煤层产量逐年增长和开采技术相对滞后的现状,提出了透明化自适应型中厚偏薄煤层智能开采模式。以神东矿区为例,对当前的中厚偏薄煤层智能化开采技术进行了总结,介绍了中厚偏薄煤层智能开采情况,由此提出厚度1.0~1.7 m的煤层称为中薄煤层的分类概念,以适应煤矿智能化开采和优先发展的需要。首先,在综合处理多源异构信息的基础上,将三维初始地质模型、激光扫描动态数字化工作面、顶底煤厚度探测结果以及煤机姿身数字化,实时提交给智能开采系统进行超前规划,生成动态透明四维地质模型。随后,根据实时生成的动态四维地质模型,获取每个截割位置的顶、底板高度数据,结合煤机姿态参数和采煤机的绝对位置坐标,及工作面平直度要求,对未来几个割煤循环的采煤机调高策略进行提前规划,形成基于动态透明工作面智能化割煤技术。提出了“十二工步”割煤工艺,建立采煤机电缆拖拽系统。最终,以动态四维地质模型构建、采煤机智能化割煤、工作面自动调直、机器人巡检、采煤机电缆拖拽、液压支架自动跟机以及智能协同联控等技术为依托,建立了具备综采工作面全面感知、设备远程集控、协同联动、自动控制、多维数据融合、隐患自动辨识、流程数据驱动、智能辅助决策的中厚偏薄煤层智能化综采工作面开采体系,实现由可视化远程干预型智能开采模式向透明化智能自适应型智能开采模式的转变。实践表明,动态四维地质模型的构建解决了薄煤层开采煤岩分界线识别,对未来10刀割煤循环给出调高策略,预设割煤轨迹与实际割煤轨迹趋势曲线位置偏差小于0.3 m。榆家梁煤矿43101工作面实践,日割煤15刀,年产量达221.6万t,生产工效提高15.08%;工作面无直接操作人员,仅有1人巡视。 | 高士岗 高登彦 欧阳一博 柴敬 张丁丁 任文清 | 2020 | 煤炭学报2020，45，6： | 35 |
| 4 | 光纤传感技术在岩土与地质工程中的应用研究进展显示文摘首先分析了光纤传感技术的特点,介绍了光纤传感技术的市场发展趋势;其次,从岩土与地质工程应用的角度分别阐述了光纤传感技术在光纤传感系统的优化及光纤传感器的研制、光纤传感器标定、光纤传感器安装工艺、监测数据处理4个方面的研究进展,讨论了光纤传感技术在工程应用中存在的关键技术问题;最后,结合研究进展及应用中的关键技术问题,对光纤传感技术的发展进行了展望,指出了仍需研究的相关课题。结果表明:光纤传感技术在岩土与地质工程应用领域具有广阔的前景和技术优势。 | 柴敬 张丁丁 李毅 | 2015 | 建筑科学与工程学报2015，32，3： | 34 |
| 5 | 煤矿智能一体化辅助生产系统及关键技术显示文摘随着我国在智能开采和智能掘进技术方面不断取得重大突破,矿井各子系统智能化程度不均,矿井生产控制单一分散,各系统信息孤岛化等问题突显,因此需要建立智能一体化辅助生产系统,实现矿井所有设备的集中控制,数据的集中管理和信息的高度集成与共享,打破各系统信息壁垒,真正实现煤矿多系统智能化发展目标。针对智能矿山的发展现状和趋势,指出智能矿山的建设是由单个系统智能化向多系统智能化方向发展,矿井生产控制是由单一分散式向综合智能一体化方向发展,煤矿智能辅助生产系统是智能矿山建设不可或缺的一环,提出了智能一体化辅助生产系统建设的'五个一'基本原则。神东矿区通过融合智能主/辅运输技术、智能供电技术、智能排水技术、智能通风技术及智能通信技术,建立了煤矿智能一体化辅助生产技术体系。引入模块化管理理念,将矿井综采(综放)、掘进、主运输、供电、供排水、通风及安全监测监控等所有矿井生产系统高度集成在同一个平台,将各子系统数据接入区域煤矿集中控制中心,设计出一套集地面与井下为一体的辅助生产系统的整合控制方案,形成管控一体化平台。采取从采掘、运输和分选加工等煤炭生产一体化管理模式,形成了专业调度体系,优化了生产控制指挥流程,实现了'五矿六井'大区域煤炭生产的集中控制和海量数据管理及信息的高度集成与共享,形成新型煤炭生产体系。实践表明,神东矿区智能一体化辅助生产系统可对全矿区全周期生产数据进行分析应用,减少工作人员400人,降低人工成本8000万/a,节电25%,设备利用率提高5%,全员工效提高16%。 | 高士岗 高登彦 欧阳一博 柴敬 张丁丁 任文清 赵利虎 | 2020 | 煤炭科学技术2020，48，7： | 30 |
| 6 | 采场上覆岩层沉降变形的光纤检测实验显示文摘为定量化研究相似材料模型实验岩层变形过程,用光纤光栅传感技术构建相似材料模拟实验的上覆岩层移动的监测方法和系统。在实验室模拟煤矿采场上覆岩层沉降变形,在0.5 m平面模型上使用2~6个不锈钢封装光纤Bragg光栅传感器和醋酸乙烯封装光纤Bragg光栅传感器,制作了3个500 mm×425 mm×73 mm的相似材料模型,几何相似比1∶800,同时在模型对应位置使用了2~3个百分表,研究模型开挖过程中岩层沉降变形与光纤光栅传感器测试结果的对应关系。实验表明,模型岩层沉降变形与引起的传感器波长漂移量变化线性相关,单位下沉量引起的不锈钢、醋酸乙烯塑料封装光纤Bragg光栅传感器波长漂移量分别为66.17~290.46,778.19 pm/mm,光纤光栅传感器可以感知水平位移和垂直位移的变化,为相似模型内部应力应变检测提供了手段。这种方法可以用于模型上覆岩层移动的实时检测。 | 柴敬 赵文华 李毅 崔晨 王道成 | 2013 | 煤炭学报2013，38，1： | 25 |
| 7 | 岩梁变形监测的分布式光纤传感技术显示文摘在模拟矿山开采引起的岩层运动时,将光纤传感器埋入模型的岩层中,研究采用光纤传感技术监测岩体变形的理论和技术。提出一种基于光时域反射技术的分布式光纤传感系统和一种新的测试方法,设计出新型光纤微弯传感器,该传感器既可以实现微弯,又可以实现宏弯。通过 2 m 相似材料模型实验,验证了光纤测试岩梁变形的可行性。 | 柴敬 魏世明 常心坦 李毅 | 2004 | 岩石力学与工程学报2004，23，23： | 23 |
| 8 | 相似材料模型实验中围岩垂直应力测试的实验研究显示文摘阐述了相似材料模型实验中测试模型采动过程中工作面顶板围岩应力形成的原理 ,以及测试方法和实验步骤 ,并分析了应力环式模型支架的工作特性与标定结果。两个实验实例表明 ,该方法能满足实验的需要 ,使模拟实验可定量化分析 ,其应用推进了支架与围岩相互作用关系的实验室研究。 | 柴敬 伍永平 侯忠杰 苏普正 | 2000 | 岩土工程学报2000，22，2： | 22 |
| 9 | 沿空留巷研究中若干问题分析显示文摘根据大量的实验及现场矿压数据 ,分析了目前国内在沿空留巷基础研究及应用中的若干问题 。 | 张俊云 柴敬 | 2000 | 矿山压力与顶板管理2000，17，1： | 22 |
| 10 | 光纤光栅检测的锚杆拉拔实验研究显示文摘为了实现煤矿锚杆受力过程及安全状态的长期连续监测,用光纤光栅传感技术构建锚杆支护的监测系统并做了实验.在实验室模拟煤矿井下巷道锚杆支护的受力过程,使用Φ18的金属锚杆,实验拉拔载荷达到76.44kN,采用3个沿杆身安装的光纤光栅传感器测试轴向应变,1个光纤光栅端头式测力计测试锚杆端部轴力,在杆身对应位置安装3个电阻应变片,研究锚杆端部轴力和杆身应变的变化.拉拔实验表明,光纤光栅端头式测力计检测锚杆轴力与杆身光纤光栅传感器、电阻应变片测试应变结果相一致,杆身光纤光栅传感器的应变传递系数为0.879.光纤光栅端头式测力计具有可重复使用、易于安装和保护的优点. | 柴敬 赵文华 李毅 王道成 崔晨 | 2012 | 中国矿业大学学报2012，41，5： | 23 |
| 11 | 采场覆岩变形和来压判别的分布式光纤监测模型试验显示文摘为了研究煤矿工作面开采过程中,上覆岩层变形规律,将分布式光纤传感技术(BOTDA)应用于三维立体模型试验监测。制作了3 600 mm×2 000 mm×2 000 mm(长×宽×高)三维立体模型同时在模型内部预埋3根垂直光纤,模拟工作面的开采,工作面共开挖60次,累计推进2 400 mm,获得3根分布式光纤的180组布里渊(Brillouin)频移试验数据。提出了分布式光纤频移平均变化度的概念,采用光纤频移来表征采场上覆岩层变形垮落,判别工作面初次来压和周期来压情况;并将其测试结果和内部位移测试结果进行对比。结果表明,光纤频移平均变化度可以反映工作面上覆岩层变形、来压及其变化情况,该方法及其技术推广应用可以为上覆岩层变形信息化提供依据。 | 柴敬 霍晓斌 钱云云 张丁丁 袁强 李毅 | 2018 | 煤炭学报2018，43，B06： | 23 |
| 12 | 岩层变形检测的植入式光纤Bragg光栅应变传递分析与应用显示文摘为研究深部岩层的变形及其发展过程,构建光栅–传感器结构–水泥砂浆–岩层的应变传递系统,根据光纤光栅传感器的应变传递理论,分析用于岩石检测的光纤、中间层和岩层力学参数对光栅应变传递率的影响,给出光纤光栅传感器及钻孔参数设计,为工程应用提供依据。研究表明,深孔岩层监测的钻孔直径宜选100mm左右,光纤光栅传感器的临界长度为149.23mm。将其应用于济三煤矿第四系松散地层沉降变形监测中,结果表明,光纤光栅传感器可对松散层的应变变化进行实时检测。 | 柴敬 邱标 魏世明 李毅 | 2008 | 岩石力学与工程学报2008，27，12： | 21 |
| 13 | 采场覆岩变形的分布式光纤检测试验研究显示文摘为了解决采场模型试验中岩体内部变形状态难以测试、岩层运动过程难以描述的问题,利用BOTDA分布式光纤传感技术研究了岩层变形及垮落过程的分布式光纤检测与表征。在实验室建立3 000 mm×200 mm×1 280mm(长×宽×高)的采场覆岩模型,将3条水平传感光纤和3条垂直传感光纤预埋于模型内部,利用光纤测试模型开挖过程中的覆岩变形状态,并将其与光纤Bragg光栅、百分表和全站仪的测试结果进行对比。试验表明,岩层垮落移动与分布式光纤测试结果呈明显的对应关系,应变曲线揭示了各回采阶段时的上覆岩层变形状态,分别表征了岩层破断线发育状态、垮落角变化大小、岩层内部应力演化及岩层垮落从下向上的发展过程;测试结果对比显示该方法在模型试验中具有较好的适用性,能精确反映上覆岩层的变形特征。 | 柴敬 袁强 李毅 张丁丁 刘奇 | 2016 | 岩石力学与工程学报2016，35，A02： | 21 |
| 14 | 围岩三维应力光栅监测方法及相似模拟实验研究显示文摘为了实现对采动下围岩三维应力状态及变其化规律的有效监测,采取了光纤光栅的监测方法,并进行了相关的相似模拟实验。在橡胶基质的立方体表面分别粘贴3根与x,y,z方向平行的光纤光栅,形成了对三维应力敏感的测试结构;以广义胡克定律为基础,推导了光纤应变与岩体应力之间的力学关系,并进行了相关力学标定实验。结果表明传感器对三维应力具有良好的力学响应特性,应力的灵敏度系数λ1,λ2分别为0.047 14和0.021 84ε/MPa;对相似模拟实验中采动影响下三维应力变化过程进行了监测,结果表明,传感器可以实现相似模型内部三维应力变化的监测,监测结果与实际变化规律相一致,可满足岩体内部三维应力监测的要求。 | 魏世明 马智勇 李宝富 柴敬 | 2015 | 采矿与安全工程学报2015，32，1： | 20 |
| 15 | 相似材料中光纤传感检测特性分析显示文摘为了解决相似材料模拟实验中的变形检测问题,基于光时域反射技术和光纤光栅传感技术,提出了在模拟实验中采用裸露光纤、一定结构光纤及光纤Bragg光栅作为传感器进行变形检测的方法,研究并分析了以上类型光纤传感器在1.2,2 m平面应力模型中随着相似材料变形的传输特性.结果表明:裸露光纤不易形成微弯;自制蛇形微弯光纤传感器可以较为准确地捕捉到材料内部的变形和破坏的信息;光纤Bragg光栅可以感知相似材料的应力变化.利用光时域反射技术检测时要采取措施增大岩层垮落过程中的光纤损耗,可进行较大变形测试;利用光纤Bragg光栅时要考虑波长的动态范围,可进行小变形及破坏过程测试. | 柴敬 魏世明 | 2007 | 中国矿业大学学报2007，36，4： | 19 |
| 16 | 采场上覆关键层运移的模拟实验检测显示文摘在传统矿山压力理论的基础上,用光纤Bragg光栅传感器研究采场上覆关键层运移过程中的内部应变。以某煤矿30101综采工作面为对象,实验室模拟工作面上覆岩层变形的过程,在3 m平面模型上使用4个光纤Bragg光栅传感器,制作了3 000 mm×1 340 mm×200 mm的相似材料模型,几何相似比1∶100,同时在关键层的位置布置2条全站仪测线。实验表明,光纤光栅传感器监测出了关键层的初次垮落、周期性垮落过程,关键层初次破断时光纤光栅传感器波长漂移量曲线呈尖峰状,周期性破断时光纤光栅传感器波长漂移量曲线呈高原状,有一个持续的时间。30101工作面顶板初次垮落及周期来压步距分别在48.5~51.7 m与10.4~20.8 m,实验与现场矿压观测结果基本一致。实验实现了上覆关键层所受载荷的实时监测,载荷变化符合指数余弦函数规律。 | 柴敬 汪志力 刘文岗 张渤 李毅 袁强 | 2015 | 煤炭学报2015，40，1： | 19 |
| 17 | 石嘴山二矿煤巷综掘技术显示文摘为了提高宁夏石嘴山二矿煤巷掘进的效率,有效缓解采掘紧张的问题,采用现场调研统计、影响因素鱼刺图和时间排列帕累托曲线研究了影响地质条件复杂、配套设施不齐全的综掘煤巷掘进速度的因素。结果表明,影响掘进速度的主要内部因素为掘进机故障,主要的外部因素为输送带故障和煤仓满,煤仓满导致停掘占到53.8%。科学的组织和管理、多工序平行作业、完善辅助配套设施是实现快速掘进的根本途径。 | 柴敬 张征 高习海 张杰 | 2007 | 煤炭科学技术2007，35，4： | 18 |
| 18 | 矿山围岩变形与破坏光纤感测理论技术及应用显示文摘矿山围岩应力与结构演化机理是深部煤炭资源开采围岩控制的关键科学问题。开展采场和巷道围岩应力演化与变形破坏监测,是掌握应力场动态迁移规律,分析覆岩分区破裂、结构演化的重要手段,也是实现井下灾害超前辨识和危险区域感知预判的基础。近年来光纤传感技术在解调原理、传感器研发方面取得了长足的进步,可实现不同尺度的围岩应力、变形,大范围、分布式动态监测,成为了岩体变形破坏的重要监测手段之一。分析了光纤传感技术在矿山围岩变形与破坏监测方面的应用进展,总结了用于采场和巷道围岩变形监测中的光纤传感理论及适用特点,归纳了光纤传感系统布设方法与安装工艺,讨论了采场覆岩'横三区、竖三带'分布,覆岩结构演化,支承压力分布,顶底板变形特征的光纤表征机制,介绍了光纤传感技术在矿山围岩变形表征中的最新成果。结果表明:光纤传感技术在矿山围岩监测中的应用仍处于现场应用研究阶段,在智慧矿山建设背景下,采场和巷道围岩变形监测技术向多参数、智能化、实时动态监测发展,光纤传感技术存在多参量、多尺度传感器研发,多维度光纤传感系统及布设工艺,大数据光纤传感数据智能分析系统构建等研究热点。研究成果对推动矿山围岩光纤传感智能监测技术研发与应用具有积极意义。 | 柴敬 刘永亮 袁强 张丁丁 杜文刚 韩志成 马哲 雷武林 | 2021 | 煤炭科学技术2021，49，1： | 18 |
| 19 | 光纤光栅传感技术在锚杆测力计上的应用显示文摘根据光纤光栅传感原理研制了一种新型的光纤光栅锚杆测力计,并在实验室对该测力计进行了加载和卸载试验,试验与理论及应用分析结果表明,该测力计结构简单、安装方便、可重复使用、易于保护和维修,可用于对锚杆应力进行分析和长期监测,且具有很高的测试精度,长期稳定性好,信号传输距离远,给锚杆支护质量的长期在线监测提供了一种可靠有效的手段,具有极大的推广应用前景。 | 李毅 柴敬 邱标 | 2009 | 煤矿安全2009，40，2： | 17 |
| 20 | BOTDA在岩层移动相似材料模拟试验中的应用显示文摘为了研究岩层移动变形相似材料模拟试验过程,采用布里渊光时域分析技术(BOTDA)对相似材料模拟试验进行分布式应变测量,在3 m平面应力模型内埋设2根传感光纤,对应位置布置百分表5个,对比分析岩层移动变形过程中的布里渊频移变化。试验结果表明:BOTDA分布式光纤传感技术实现了相似材料模拟试验的分布式应变测量,不仅能很好地测量光纤沿线的岩层垮落情况,而且能够感知和反映某一点处岩层的移动变形特征,为相似材料模拟试验提供了一种全新的测试方法,对相似材料模拟试验测试技术的发展有积极作用。 | 柴敬 王正帅 袁强 李毅 王帅 李廷博 | 2015 | 煤炭科学技术2015，43，1： | 17 |
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