基于FBG的阻水帷幕墙力学–渗流稳定性监测云平台构建
A Cloud Platform for Mechanical-Seepage Stability Monitoring of Water-Resistant Curtain Walls Based on FBG Sensing Technology
DOI: 10.12677/me.2025.134076, PDF,   
作者: 孙 翔：兖矿新疆矿业有限公司硫磺沟煤矿，新疆 昌吉
关键词: 阻水帷幕墙；稳定性监测；光纤布拉格光栅；云平台；Water-Resistant Curtain Wall； Stability Monitoring； Fiber Bragg Grating； Cloud Platform
摘要: 随着帷幕注浆阻水工艺的不断发展，阻水帷幕结构稳定性监测已成为保障煤矿安全生产的关键研究课题之一。针对传统监测方法在渗流稳定性监测、抗干扰能力及长期监测可靠性等方面存在的局限性，本研究创新性引入光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating, FBG)传感技术，构建了基于多参数融合的力学–渗流稳定性监测云平台。以硫磺沟煤矿既有阻水帷幕墙为研究对象，通过钻探施工的3个监测钻孔(JC-2、JC-3、JC-4)，系统地布设了光纤渗压计、埋入式应变计、缆式应变计及温度补偿装置，实现了阻水帷幕墙内部渗透压、应变、位移及温度场的多维度长期动态监测。基于物联网架构开发的监测云平台具备实时数据可视化、趋势分析等功能，成功实现了阻水帷幕墙稳定性状态的可视化诊断。监测数据显示：既有阻水帷幕墙目前处于动态平衡状态，本研究可为后续同类工程的相关研究提供力学–渗流双场分析的智能化监测案例参考。
Abstract: With the continuous development of the curtain grouting water barrier process, the structural stability monitoring of water-resistant curtain walls has become one of the key research topics that ensure the safe production of coal mines. Aiming at the limitations of traditional monitoring methods in seepage stability monitoring, anti-interference ability and long-term monitoring reliability, this study innovatively introduces the Fiber Bragg Grating (FBG) sensing technology, and constructs a mechanical-seepage stability monitoring cloud platform based on multi-parameter fusion. Taking the existing water-resistant curtain wall of Liuhuanggou Coal Mine as the research object, three monitoring boreholes (JC-2, JC-3, JC-4) constructed by drilling were systematically deployed with fiber optic seepage manometers, embedded strain gages, cable strain gages, and temperature compensating devices, realizing multi-dimensional and long-term dynamic monitoring of the internal seepage pressure, strain, displacement, and temperature fields of the water-resistant curtain wall. The monitoring cloud platform developed based on the Internet of Things architecture has the functions of real-time data visualization and trend analysis, successfully realizing the visual diagnosis of the stability status of the water-resistant curtain wall. The monitoring data show that the existing water-resistant curtain wall is in dynamic equilibrium, and this study can provide an intelligent monitoring case reference of mechanics-permeability double-field analysis for the related research of similar projects in the future.
文章引用：孙翔. 基于FBG的阻水帷幕墙力学–渗流稳定性监测云平台构建[J]. 矿山工程, 2025, 13(4): 671-680. https://doi.org/10.12677/me.2025.134076

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