Application of Brillouin Optical Time Domain Reflection Technology for Monitoring Deformation and Failure of the Coal Seam Floor Rock Mass in Deep Underground Mines.

Almost all of the coalfields in East China are now mining deep seams. Accurate prediction of the damage to floor rock during mining is key to preventing and controlling coal seam floor water hazards in these deep mines. In this study, Brillouin optical time domain reflectometry (BODTR) was used to dynamically monitor the mining failure of a deep coal seam mine floor. A metal kieso sensing optical cable employing distributed optical fiber sensing technology was embedded in the coal seam floor prior to mining, which allowed real-time monitoring during mining. The strain data monitored using the BOTDR system and the strain threshold of the limit compression and tensile fracturing of the corresponding strata were compared and analyzed to obtain the accurate maximum failure depth of the coal seam floor strata. This approach improved the accuracy of the failure depth of the mine floor by 7–10% compared with traditional monitoring methods. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Resumen: En la actualidad, casi todos los yacimientos de carbón del este de China explotan vetas profundas. La predicción precisa de los daños en la roca del suelo durante la explotación es clave para prevenir y controlar los peligros del agua en el suelo de la veta de carbón en estas minas profundas. En este estudio, se utilizó la reflectometría óptica de Brillouin en el dominio del tiempo (BODTR) para monitorear dinámicamente la falla en el suelo de una mina de carbón profunda. Un cable óptico de detección de metal kieso, que emplea la tecnología de detección de fibra óptica, se incrustó en el suelo de la veta de carbón antes de la extracción, lo que permitió el monitoreo en tiempo real durante la extracción. Se compararon y analizaron los datos de deformación mediante el sistema BOTDR y el umbral de deformación de la compresión límite y la fractura por tracción de los estratos correspondientes para obtener la profundidad máxima exacta de la falla de los estratos del suelo de la veta de carbón. Este enfoque mejoró la precisión de la profundidad de la falla del suelo de la mina en un 7-10% en comparación con los métodos de monitoreo tradicionales. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Zusammenfassung: In fast allen Kohlegebieten Ostchinas wird derzeit Kohle in großen Tiefen abgebaut. Die genaue Vorhersage von Schäden an der Sohle der Kohleflöze ist der Schlüssel zur Vermeidung und zur Kontrolle von Wasserschäden in diesen tiefen Bergwerken. In dieser Studie wurde ein optisches Brillouin- Zeitbereichsreflektometer (BODTR) zur dynamischen Überwachung von Bergbauschäden an der Sohle tiefer Kohleflöze eingesetzt. Vor dem Abbau wurde ein metallisches Kieselgur-Sensorkabel mit verteilter optischer Glasfasertechnik in den Flözboden In fast allen Kohlegebieten Ostchinas wird derzeit Kohle in großen Tiefen abgebaut. Die genaue Vorhersage von Schäden an der Sohle der Kohleflöze ist der Schlüssel zur Vermeidung und zur Kontrolle von Wasserschäden in diesen tiefen Bergwerken. In dieser Studie wurde ein optisches Brillouin- Zeitbereichsreflektometer (BODTR) zur dynamischen Überwachung von Bergbauschäden an der Sohle tiefer Kohleflöze eingesetzt. Vor dem Abbau wurde ein metallisches Kieselgur-Sensorkabel mit verteilter optischer Glasfasertechnik in den Flözboden eingebettet. Es ermöglichte eine Echtzeitüberwachung während des Abbaus. Die mit dem BODTR-System erfassten Dehnungsdaten wurden mit den Dehnungsschwellwerten für den Bruch auf Druck und Zug der entsprechenden Schichten verglichen und analysiert, um eine genaue maximale Versagenstiefe der Kohleflözsohlschichten zu erhalten. Mit dieser Methode konnte die Genauigkeit der Versagenstiefe der Grubensohle um 7 % bis 10 % im Vergleich zu herkömmlichen Überwachungsmethoden verbessert warden. [ABSTRACT FROM AUTHOR]