Волоконно-оптическая система контроля идентификации геотехнического состояния
ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………………………………………………………………. 4
ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ……. 11
1.1. ГОРНОЕ ДАВЛЕНИЕ В ГОРНЫХ ВЫРАБОТКАХ…………………………………… 20
ПРИ ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКЕ ………………………………………………………………….. 20
1.2 МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ ГЕОТЕХНИЧЕСКОГО
СОСТОЯНИЯ …………………………………………………………………………………………………. 25
1.3 ОПТИЧЕСКОЕ ВОЛОКНО. ХАРАКТЕРИСТИКА. АНАЛИЗ
СУЩЕСТВУЮЩИХ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ ДАТЧИКОВ …………………. 27
1.4 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ ………………………………………………. 36
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1 ………………………………………………………………………………….. 37
ГЛАВА 2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ
ИДЕНТИФИКАЦИИ ГЕОТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ……………………………. 39
2.1 ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕТОДА КОНТРОЛЯ НА ОСНОВЕ
ДАТЧИКОВ ……………………………………………………………………………………………………. 39
2.2 МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВОЗДЕЙСТВИЯ ГОРНОГО ДАВЛЕНИЯ
НА ЭЛЕМЕНТЫ КРЕПИ ………………………………………………………………………………… 49
2.3 ПЛАНИРОВАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА, ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
ИЗМЕРЕНИЙ И ПОСТРОЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ……………….. 54
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2 ………………………………………………………………………………….. 61
ГЛАВА 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В ЛАБОРАТОРНЫХ
УСЛОВИЯХ ПО РАЗРАБОТКЕ ОПТОВОЛОКОННОГО ДАТЧИКА ………………. 62
3.1 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
ДАТЧИКОВ ПРИ УСТАНОВКЕ НА МОНОЛИТНОЙ БЕТОННОЙ ШАХТНОЙ
КРЕПИ ……………………………………………………………………………………………………………. 64
3.2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
ДАТЧИКОВ ПРИ УСТАНОВКЕ НА АРОЧНОЙ КРЕПИ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ .. 79
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3 ………………………………………………………………………………….. 93
ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ И
АППАРАТНО-ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ КОНТРОЛЯ
ИДЕНТИФИКАЦИИ ГЕОТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ……………………………. 94
4.1 РАЗРАБОТКА СХЕМ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ……………….. 99
4.2 АППАРАТНО-ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ……………………………………….. 106
4.3 ПРАКТИЧЕСКАЯ АПРОБАЦИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ И
АППАРАТНО-ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА В УСЛОВИЯХ
ПРЕДПРИЯТИЙ ……………………………………………………………………………………………. 121
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4 ………………………………………………………………………………… 124
ЗАКЛЮЧЕНИЕ …………………………………………………………………………………………….. 126
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ ………………………… 129
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………………………………………. 130
Приложение А Копии полученных патентов ………………………………………………….. 139
Приложение Б Акты внедрения и рассмотрения диссертационной работы ……… 145
Актуальность темы исследования. Строительство предприятий, которые
будут производить и перерабатывать полезные ископаемые для конкретного рынка
с минимальными эксплуатационными расходами и высокими требованиями к
безопасности, требует создания единой системы безопасности. Главным аспектом
работы любой шахты или рудника является безопасность проведения работ.
Горнодобывающее предприятие – это производственная среда,
характеризуемая большой протяженностью с риском возникновения пожара и
взрыва. В связи с этим необходима для применения надежная и безопасная
информационно-измерительная система. Актуальность работы обусловлена
важностью вопроса предупреждения о внезапных изменениях параметров,
влияющих на прочность горной выработки и обеспечивающих защиту персонала
от внезапного обрушения.
Надежная работа любого горнодобывающего предприятия зависит от
строгого соблюдения требований безопасности, для чего необходимо иметь
достоверные сведения о геотехническом состоянии горной выработки. Поэтому
сбор необходимой информации и своевременная передача лицу, принимающему
решение, – одна из важных проблем, требующая внимания.
Волоконно-оптические датчики (ВОД) способны с высокой точностью
измерять следующие параметры: температура воздуха, напряжение деформации
состояния выработки, загазованность. В отличие от традиционных электронных
датчиков, волоконно-оптические не могут создавать ситуации, повлекшие за собой
взрыв или пожар в горной выработке, т.к. не чувствительны к перепадам
напряжения и не могут создать короткое замыкание. На сегодняшний день
стоимость 1 км оптического волокна составляет около 9 долларов США за км, что
позволяет создать отечественные системы. Благодаря уникальным свойствам
оптических волокон свет распространяется на 100-150 км практически без потерь.
К тому же в отличие от традиционных систем контроля нет необходимости
использования цветных металлов (меди).
Шахты должны быть оборудованы системой или комплексом средств,
которые способны осуществлять безопасное производство, а также
информационную поддержку контроля и управления технологическими и
производственными процессами в нормальных и аварийных условиях. На первом
месте в горном производстве стоит его безопасность, на что указывают все
нормативные документы. Поэтому требуется разработка методов и средств,
обеспечивающих или отвечающих всем требованиям.
Разрабатываемые датчики позволяют в течение суток непрерывно проводить
мониторинг горных выработок, потому как периодичность не может гарантировать
безопасность. Они имеют ряд неоспоримых достоинств.
С учетом вышесказанного, развитие и внедрение волоконно-оптической
системы, которая позволяет измерять несколько параметров непрерывно и
своевременно уведомлять персонал горных предприятий, осуществляющих
разработку подземным способом, не вызывает сомнений.
Объектом исследования является предупреждение о внезапных изменениях
параметров, влияющих на прочность горной выработки и обеспечивающих защиту
персонала от внезапного обрушения. Использование энергоэффективной
распределенной системы волоконно-оптических сенсоров и направляющей
системы связи с низкими показателями затухания сигнала и высоким уровнем
помехозащищённости, а также аппаратно-программного комплекса для обработки
данных позволит с высокой точностью идентифицировать любые механические
воздействия на горный массив выработки с целью своевременного
предупреждения обращения ее стенок.
Степень разработанности темы исследования. Вопросу исследования
применения оптического волокна для создания датчиков либо разработки
информационно-измерительных систем посвящены работы В.Д.Буркова,
В. И. Бусурина, М. М. Бутусова, В. М. Гречишникова, В. Г. Жилина, Е. А. Зак,
Н. Е. Конюхова, Я. В. Малкова, Т. И. Мурашкиной, А. Л. Патлах, В. Т. Потапова,
Н. П. Удалова, Т. Ли, Ч. Ванг, Ю. Чао и Ю. Нинг. Несмотря на проведенные
исследования, разработанные датчики недостаточно безопасны, так как
чувствительны к перепадам напряжения.
Поэтому необходимо проведение полноценного комплексного исследования
по разработке волоконно-оптической системы контроля для применения на
шахтах, входящих в Карагандинский угольный бассейн, что и определяет
актуальность диссертационной работы.
Цели и задачи. Целью настоящей работы является разработка нового метода
и оригинальных технических решений для контроля геотехнического состояния
горных выработок с использованием квазираспределенной системы волоконно-
оптических сенсоров с аппаратно-программным комплексом, для повышения
эффективности контроля и обеспечения безопасности ведения горных работ в
условиях повышенной опасности по внезапному взрыву газа и пыли.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1) проанализировать существующие методы контроля идентификации
состояния кровли горных выработок с применением волоконно-оптических
технологий и методов контроля горного давления;
2) проанализировать физические основы контроля деформации горных
выработок на основе теории оптического интерферометра;
3) провести компьютерное моделирование процесса воздействия горного
давления на элементы крепи;
4) провести ряд экспериментальных исследований для достижения
оптимальных метрологических параметров датчиков, входящих в волоконно-
оптическую систему, и внесения изменений для совершенствования конструкции
на основе системного подхода;
5) разработать аппаратно-программный комплекс, предназначенный для
оперативного контроля внезапных изменений параметров, влияющих на прочность
горной выработки с перспективой мультиизмерений;
6) оценить эффективность разработанного метода после практического
применения разработанного датчика.
Научная новизна заключается в том, что в ней впервые:
1. Предложен метод контроля идентификации геотехнического состояния с
повышенной чувствительностью за счет применения волоконно-оптических
датчиков с некогерентным источником излучения.
2. Исследован экспериментальный образец волоконно-оптического датчика,
способного с точностью до 5 контролировать параметры геотехнического
состояния горной выработки.
3. Разработана волоконно-оптическая квазираспределённая система
контроля и аппаратно-программный комплекс для идентификации механических
воздействий путем сравнения изменений дифракционного пятна моды света на
матрице фотоприемника.
Теоретическая и практическая значимость работы состоит в получении
новых результатов, решающих важную прикладную задачу по созданию метода
контроля геотехнического состояния горных выработок на основе распределенных
систем с волоконно-оптическими сенсорами и аппаратно-программного комплекса
для обеспечения безопасности горного производства шахт Карагандинского
угольного бассейна. Предложенный метод имеет ряд существенных преимуществ
по эффективности измерения в сравнении с традиционными электронными
измерительными системами, особенно в условиях повышенной искро- и
взрывоопасности на производствах. Разработанная система и аппаратно-
программный комплекс вошли в состав измерительного комплекса для проведения
контроля идентификации механических воздействий на горную выработку рудника
«Нұрқазған» филиала ТОО “Корпорация Казахмыс” ПО «Карагандацветмет», в
дальнейшем планируется внедрить на шахте им. Костенко УД АО «Арселор
Миттал Темиртау» (Приложение Б). Разработана принципиально новая система
непрерывного мониторинга, отвечающая требованиям безопасности.
Теоретическая значимость исследования состоит в том, что материалы и
обобщения, содержащиеся в диссертации, позволяют создать систему для
проведения инженерных расчетов.
Методология и методы исследования. При выполнении исследований
применялись следующие методы:
– визуализация трехмерного моделирования механического напряжения в
программном пакете ANSYS;
– обработка результатов экспериментов при помощи компьютерной
программы математического моделирования Wolframalpha;
– статистический анализ экспериментальных данных;
– имитационное моделирование;
– методы планирования эксперимента по оценке технического уровня и
прогнозирование перспективных показателей;
– основные теоретические положения оптики, аналитической геометрии.
Положения, выносимые на защиту:
1. Математические выражения, устанавливающие прямо
пропорциональные зависимости изменения дополнительных потерь световой
энергии в чувствительных элементах волоконно-оптических датчиков в
зависимости от параметров внешних воздействий на рабочий материал.
2. Методика определения смещения горного массива, основанная на
численной оценке изменения параметров оптической волны, проходящей через
оптическое волокно.
3. Программно-аппаратный комплекс для идентификации
геотехнического состояния горных выработок путем сравнения изменений
дифракционного пятна основной световой моды на матрице фотоприемника и
обработки сигналов от сенсоров с учетом температурной корректировки.
Достоверность полученных результатов подтверждена результатами
выполненных теоретических и экспериментальных исследований конструкции
датчика; достаточным объемом лабораторных и стендовых испытаний;
корректным проведением экспериментальных исследований с использованием
поверенных установок в сертифицированной лаборатории; корректной
постановкой цели и задачи исследования; хорошей сходимостью теоретических и
экспериментальных результатов.
Апробация результатов. Материалы, вошедшие в диссертационную работу,
докладывались и обсуждались:
• на Международной научно-практической конференции, Караганда,
2017;
• IV Международной конференции по инновациям в неразрушающем
контроле SibTest, Новосибирск, 2017;
• Международной научно-практической конференции, Караганда, 2018,
2019;
• V Международной конференции по инновациям в неразрушающем
контроле SibTest, Екатеринбург, 2019;
• заседании технологической службы шахты им. Костенко УД АО
«Арселор Миттал Темиртау»;
• заседании геофизической службы Угольного департамента АО
«Арселор МитталТемиртау»;
• заседании геотехнической службы рудника «Нұрқазған» филиала ТОО
“Корпорация Казахмыс” ПО «Карагандацветмет».
Внедрение результатов. Разработанный в диссертационной работе датчик и
аппаратно-программный комплекс вошли в состав измерительного комплекса для
проведения контроля идентификации механических воздействий на руднике
«Нұрқазған» филиала ТОО “Корпорация Казахмыс” ПО «Карагандацветмет».
Внедрение на шахте им. Костенко Карагандинского угольного бассейна
запланировано на 4 квартал 2021 г.
Личный вклад автора состоит в личном участии на всех этапах работы, в
проведении анализа достижений по теме научной работы, проведении
экспериментов с предварительной подготовкой образцов, последующей
обработкой результатов и обобщением результатов, представленных в
диссертации, написании научных статей.
Публикации. Результаты исследований приведены в 20 научных работах, в
том числе 4 – в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях,
рекомендованных ВАК РФ «Вестник ЮУрГУ», «Известия высших учебных
заведений. Физика», «Омский научный вестник», «Вестник ТОГУ»); 3 статьи в
журналах, индексируемых в международных базах данных WoS, Scopus; 1 статья
базы КоКСОН РК; получены 5 патентов на изобретения РК, 6 СИС. Результаты
опубликованы в 15 сборниках материалов конференций, в том числе 7 – в изданиях,
индексируемых в международных базах данных WoS, Scopus, 1 монографии.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения,
четырех глав и заключения, изложена на 149 страницах машинописного текста,
содержит 59 рисунков и 11 таблиц, список цитируемой литературы представлен 75
наименованиями. Имеются 2 приложения.
ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
Диссертационная работа содержит новые научно обоснованные результаты,
основанные на выполненных теоретических и экспериментальных исследованиях,
совокупность которых имеет важное значение для обеспечения безопасности
ведения горных работ в условиях повышенной опасности по внезапному взрыву
газа и пыли.
Краткие выводы:
1. Произведен обзор существующих гипотез об измерении горного давления
и методов контроля напряженного состояния горной выработки. Следует
учитывать параметр крепости горной породы для определения направления
давления в горной крепи. Давление горной породы может быть только со стороны
кровли при коэффициенте крепости породы более 6, при коэффициенте менее 5
необходимо учитывать давление и со стороны боковых стенок. Большинство
методов определения напряженно-деформированного состояния породных
массивов связано с выполнением работ по бурению измерительных скважин. В
ходе проведения обзора характеристик оптического волокна выявлено, что
волоконно-оптические датчики могут быть невосприимчивы к электромагнитным
помехам и не проводят электричество, что особенно важно в условиях повышенной
искро- и взрывоопасности на производствах.
2. Проведен анализ физических основ контроля деформации горных
выработок на основе теории оптического интерферометра. Установлено, что при
механическом воздействии возникает фотоупругий эффект. Показатель
преломления сердцевины ОВ составит = 9,6 ∙ 10−4 при изменении параметров
конструкции на 0,3% и более.
3. Смоделирован процесс воздействия горного давления на элементы крепи
и определение параметров данного воздействия с использованием программы,
основанной на методе конечных элементов ANSYS STATIC STRUCTURAL.
Моделирование показало, что дополнительные потери импульса световой волны
увеличиваются при таком радиусе изгиба, который является критическим, когда
волоконный проводник находится на грани механического повреждения.
4. В ходе лабораторных экспериментов разработаны два метода контроля
деформации горной выработки с размещением волоконно-оптического датчика в
тело балки монолитной бетонной крепи и по внутренней стороне свода.
5. Использование одномодового оптического волокна стандарта ITU-T
G.652.D (9/125 мкм) для идентификации геотехнического состояния является
весьма перспективным, так как разработанные на его основе волоконно-оптические
датчики обладают достаточно высокой точностью, скоростью измерения и имеют
хорошую линейность характеристик.
6. Разработан аппаратно-программный комплекс для идентификации
геотехнического состояния горных выработок, позволяющий фиксировать
увеличение давления на горную выработку по зонам. Результаты практического
применения разработанного аппаратно-программного комплекса показали, что при
использовании увеличения длины волны от 1310 нм до 1625 нм дополнительные
потери возрастают. В этой связи рекомендуется использовать оптическое волокно
с длиной волны 1310 нм.
Новизна заключается в получении новых научных результатов в направлении
волоконно-оптических систем идентификации механических воздействий с
обработкой информации. Данные системы имеют широкий спектр промышленного
применения, так как система имеет единый информационный канал, в котором
измерительная и передающая часть представлена в виде оптического волокна.
Для достижения поставленных целей выполнены все поставленные задачи:
– проанализированы существующие методы контроля идентификации
состояния кровли горных выработок с применением волоконно-оптических
технологий и методов контроля горного давления;
– проанализированы физические основы контроля деформации горных
выработок на основе теории оптического интерферометра;
– проведено компьютерное моделирование процесса воздействия
горного давления на элементы крепи;
– проведен ряд экспериментальных исследований для достижения
оптимальных метрологических параметров датчиков, входящих в волоконно-
оптическую систему, и внесения изменений для совершенствования конструкции
на основе системного подхода;
– разработан аппаратно-программный комплекс, предназначенный для
оперативного контроля внезапных изменений параметров, влияющих на прочность
горной выработки с перспективой мультиизмерений;
– проведена оценка эффективности разработанного метода после
практического применения разработанного датчика.
Полученные научные результаты применимы в маркшейдерских и
геомеханических службах горнопромышленных предприятий, о чем
свидетельствуют акты рассмотрения и внедрения, представленные в Приложении
Б.
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
AIC – информационный критерий Акаике
OTDR – Optical Time Domain Reflectometer – оптический рефлектометр
ВОД – волоконно-оптический датчик
ИИС – информационно-измерительных системах
МОВ – многомодовое волокно
ОВ – оптическое волокно
ООВ – одномодовое волокно
1 Твердов, А.А. Инновации в горном деле / А.А. Твердов, А.В. Жура, С.Б.
Никишичев // Горная промышленность. — 2013. — №2 (108). —С.48.
2 Бадеева, Е.А. Классификация амплитудных волоконно-оптических
преобразователей / Е. А. Бадеева, В. А. Мещеряков, Т. И. Мурашкина // Датчики и
системы. —2003. — №2. — С. 20-25.
3 Бадеева, Е.А. Теоретические основы проектирования амплитудных
волоконно-оптических датчиков давления с открытым оптическим каналом:
монография / Е.А. Бадеева, А.Г. Пивкин, А.В. Гориш, Т.И. Мурашкина. — М.:
МГУЛ, 2004. — 246 с.
4 Бусурин, В. И. Волоконно-оптические датчики: Физические основы,
вопросы расчета и применения / В. И. Бусурин, Ю. Р. Носов. — М.:
Энергоатомиздат, 1990. — 256 с.
5 Волоконно-оптические датчики / Т. Окоси, К. Окамато, М. Оцу и др.; Под
ред. Т. Окоси: Пер. с япон. Л.: Энергоатомиздат, Ленингр. отд-ние, 1990. — 256 с.
6 Волчихин, В. И. Проблемы создания волоконно-оптических датчиков / В.
И. Волчихин, Т. И. Мурашкина // Датчики и системы. Измерения, контроль,
автоматизация. — 2001. — № 7. — С.54-58.
7 Зак, Е.А. Волоконно-оптические преобразователи с внешней модуляцией /
Е.А. Зак. — М.: Энергоатомиздат, 1989. — 128 с.
8 Коробейников, А. Г. Проблемы производства высокопрочного оптического
волокна / А.Г. Коробейников, Ю.А. Гатчин, К.В. Дукельский, Е.В. Тер-Нерсесянц
// Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
— 2013. — №2(84). — С. 18-23.
9 Ермаков, О.Н. Прикладная оптоэлектроника / О.Н. Ермаков. — М:
Техносфера, 2004. — 416с.
10 Гроднев, И.И. Оптические кабели: конструкции, характеристики,
производство и применение / И.И. Гроднев, Ю.Т. Ларин, И.И. Теумин. — М.:
Энергоатомиздат, 1985. — 176 с.
11 Liu, T. Advances of optical fiber sensors for coal mine safety monitoring
applications / T. Liu, Y. Wei, G. Song, Y. Li, J. Wang, Y. Ning, Y. Lu // Proceedings of
the 2013 International Conference on Microwave and Photonics. — 2013. — Рр. 102–
111.
12 Yiming, Z. A fiber bragg grating-based monitoring system for roof safety
control in underground coal mining / Z. Yiming, Z. Nong, S. Guangyao // Sensors. —
2016. — V. 16. — Рр. 112-117.
13 Chunde, P. Application of distributed optical fiber sensing technology in the
anomaly detection of shaft lining in grouting / P. Chunde, Y. Jun, S. Bin, L. Haijun, W.
Guangqing, G. Chunsheng // Journal of Sensor. — 2015. — V.20. — Рр. 163–169.
14 Liu, X. Fiber Grating Water pressure sensor and system for mine / X. Liu, C.
Wang, T. Liu, Y. Wei, J. Lv // ACTA PhotonicaSinica. — 2009. — V. 38. — Рp. 112–
114.
15 Kumar, A. Optimizing fibre optics for coal mine automation / A. Kumar, D.
Kumar, U.K. Singh, P.S. Gupta, G. Shankar // International Journal of Control and
Automation. — 2011. — V.3. — Рр. 63-70.
16 Чотчаев, Х. О. Контроль напряженно-деформированного состояния
горного массива звукометрическими и геофизическими методам / Х. О. Чотчаев //
Геология и геофизика юга России. — 2016. — № 3. — С. 129-140.
17 Буймистрюк, Г. Я. Принципы построения интеллектуальных волоконно-
оптических датчиков / Г. Я. Буймистрюк // Фотон-Экспресс. — 2011. — № 6 (43).
— С. 38-39.
18 Дмитриев, С. А. Волоконно-оптическая техника: современное состояние и
перспективы / С. А. Дмитриев, Н. Н. Слепов. — М.: ООО «Волоконно-оптическая
техника», 2005. — 576 с.
19 Пат. на полезную модель РК 4220. Волоконно-оптический датчик
измерения деформации металлических и не металлических поверхностей / Мехтиев
Р.А., Нешина Е.Г., Мехтиев А.Д., Алькина А.Д., Югай В.В.; заявл. 28.03.19; опубл.
01.08.2019.
20 Соколов, А.Н. Волоконно-оптические датчики и системы: принципы
построения, возможности и перспективы / А.Н. Соколов, В.А. Яцеев //
Измерительная техника. — 2006. — № 4. — С. 142-153.
21 Kim, S.T. A Sensor-Type PC Strand with an Embedded FBG Sensor for
Monitoring Prestress Forces / S.T. Kim, Y.-H. Park, S.Y. Park, K. Cho, J.-R. Cho //
Sensors. — 2015. — Vol.15, no.1. — Рр. 1060-1070.
22 Liu, T. Advances Of Optical Fiber Sensors For Coal Mine Safety Monitoring
Applications / T. Liu, Y. Wei, G. Song, Y. Li, J. Wang, Y. Ning, Y. Lu // Proceedings of
the 2013 International Conference on Microwave and Photonics. — 2013. — Рр. 102-
111.
23 Bahaa, E.A. Fundamentals of Photonics / E.A. Bahaa, M.C. Saleh. — John
Wiley and Sons Ltd. — 2007. – 947 p.
24 Ho, H. L. A fiber Bragg grating sensor for static and dynamic measurands / H.
L. Ho, W. Jin, С. C. Chan, Y. Zhou, X. W. Wang // Sensors and Actuators A. — 2002.
— Vol. 96. — Рp. 21-24.
25 Tjin, S. C. Application of quasi-distributed fiber Bragg grating sensors in
reinforced concrete structures / S. C. Tjin, Y. Wang, X. Sun, P. Moyo, J. Brownjohn, M.
W. Meas // Sci. Technol. — 2002. — Vol. 13. — Рр. 583-589.
26 Naruse, H. Application of a distributed fiber optic strain sensing system to
monitoring changes in the state of an underground mine / H. Naruse, H. Uehara, T.
Deguchi, K. Fujihashi, M. Onishi, R. Espinoza, M. Pinto / Measurement Science and
Technology. — 2007. — V.18, No 10. — Рр. 3202–3210.
27 Смит, А.Л. Прикладная ИК-спектроскопия: Основы, техника, аналит.
применение / А. Смит; Пер. с англ. Б. Н. Тарасевича. – М. : Мир, 1982. – 327 с.
28Мехтиев,А.Д.Краткийсравнительныйанализэффективности
использование сенсорной сети в горнодобывающей промышленности для
мониторинга персонала и технологического оборудования. А.Д. Мехтиев, Е.Г.
Нешина, А. Д. Алькина, С. Е. Алиакпаров, Д. М. Жумабеков, А. А. Оспанов, В.С.
Баландин, П.Ш. Мади // Materials Of The Xii Internati Onal Scientific And Practical
Confer Ence Scientific Horizons, Sheffield. — 2016. — Р. 27-31.
29 Chaulya, S. K. Sensing and Monitoring Technologies for Mines and Hazardous
Areas Monitoring and Prediction Technologies / S. K. Chaulya, G. M. Prasad. —
Amsterdam: Elsevier, 2016. — 432 p.
30 https://i-sensor.ru/
31 Шишкин, В.В. Отечественный опыт производства и применения
волоконно-оптических датчиков / В.В. Шишкин, И.В. Гранёв, И.С. Шелемба //
Прикладная фотоника. — 2016. — Т.3, №1. — С. 61-75.
32 Турбин, А. Волоконно-оптическая революция от «ОМЕГи» / А. Турбин //
ТЭК России. — 2015. — № 07. — С. 36-38.
33 Пат на изобретение РФ 2421615. Устройство непрерывного контроля
напряженного состояния массива горных пород / Гуменный А. С., Дырдин В. В.,
Янина Т. И.; заявитель и патентообладатель Кузбасский государственный
технический университет; заявл. 15.02.2010; опубл. 20.06.2011, Бюл. № 17/2011.
34 Буймистрюк, Г. Волоконно-оптические датчики для экстремальных
условий / Г. Буймистрюк // Control Engineering Россия. — 2013. — №3 (45). —С.
34–40.
35 Kumar, V. Fiber optic methane and strain sensors for mines / V. Kumar //
Photonics (ICP) International Conference. — 2010. — Рр.79-84.
36 Ding, M. Basics of Optical Fiber Measurements / M. Ding, D. Fan, W. Wang,
Y. Luo, G.-D. Peng // Handbook of Optical Fibers. — 2018. – 39 p.
37 Глушко, В. Т. Механика горных пород и охрана выработок / В.Т.
Глушко, А.З. Широков. — Киев: Издательство Академии наук Украинской ССР,
1967. — 154 с.
38 Абдыкапаров, Ч. М. Совершенствование горнопроходческих и очистных
работ / Ч.М. Абдыкапаров, А.И. Имаралиев, Ш.А. Мамбетов. — Бишкек: КРСУ,
2007. — 122 с.
39 Бенявски, З. Управление горным давлением / З. Бенявски. — М.: МИР,
1990. — 254 с.
40 Багдасаров, Ш.Б. Горноразведочные работы: учебник для вузов / Ш.Б.
Багдасаров, Л.Г. Грабчак, С.В. Иляхин.— М.: Высшая Школа, 2003. — 661 с.
41 Singh, B. Tunnelling In Weak Rocks / B. Singh, R.K. Goel, J.A. Hudson. —
Elsevier Geo-Engineering Book 5, 2006. — 489 р.
42 Давление горных пород и рудничное крепление / М. М. Протодьяконов. Ч.
1 : Давление горных пород, 1931. – 104 с.
43 Зотеев, О.В. Геомеханика: учебное пособие для студентов ВУЗов / О.В.
Зотеев. — Екатеринбург: УГГУ, ИГД УРО РАН, 2003. —252 с.
44 Шкуратник, В.Л. Методы определения напряжѐнно-деформированного
состояния массива горных пород: научно-образовательный курс / В.Л. Шкуратник,
П.В. Николенко. — М.: МГГУ, 2012. — 112 с.
45 Гребенкин, С.С. Управление состоянием массива горных пород: учебное
пособие / С.С. Гребенкин, В.Н. Павлыш, В.Л. Самойлов, Ю.А. Петренко. – Донецк:
“ВИК”, 2010. — 193 с.
46 Заславский, Ю.З. Крепление подземных сооружений / Ю.З. Заславский,
В.М. Мостков. — М.: Недра, 1979. — 325 с.
47 Брызгалов, В.И. Контроль напряженно-деформированного состояния
плотины Саяно-Шушенской ГЭС / В.И. Брызгалов, В.Д. Барышников, В.А.
Булатов, Л.Н. Гахова // Гидротехническое строительство. — 2000. — № 10. –– С.
51.
48Мельников,Н.Н.Офундаментальныхпроблемахосвоения
месторождений полезных ископаемых России и основных направлениях развития
горных наук / Н.Н. Мельников, В.Н. Опарин, М.Д. Новопашин, В.Л. Яковлев, Ю.А.
Мамаев, В.П. Потапов // Фундаментальные проблемы формирования техногенной
геосреды: Труды конференции с участием иностранных ученых. — 2007. – Т. I. –
С. 5-23.
49 Простов, С. М. Геоэлектрический контроль на рудниках: монография /
С.М. Простов, Б. Г. Тарасов, В. В. Дырдин, В. А. Хямяляйнен. — Кемерово:
КузГТУ, 2003. – 165 с.
50 Yurchenko, A. V. Investigation of additional losses in optical fibers under
mechanical action / A.V. Yurchenko, A.D. Mekhtiyev, F.N. Bulatbaev, Y.G. Neshina,
A.D. Alkina, P.Sh.Madi // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. — 2019.
— 516. — Рр. 1-5.
51 Мехтиев, А.Д., Юрченко, А.В., Нешина, Е.Г., Алькина, А.А., Қожас, А.К.,
Жолмагамбетов, С.Р. Неразрушающий контроль дефектов и повреждений
конструкций железобетонных фундаментов при помощи оптических волокон
стандарта G.652 // Дефектоскопия. —2020. — № 2. —С. 50-6
52 Yurchenko, A. V. Research of the additional losses occurring in optical fiber at
its multiple bends in the range waves 1310 nm, 1550 nm and 1625 nm Long / A.V.
Yurchenko, N.I. Gorlov, A.D. Mekhtiyev, А.А. Kovtun // IOP Science. Journal of
Physics. — 2016. — V. 671. — Рр. 1-5.
53 Мехтиев, А.Д. Физические основы создания датчиков давления на основе
изменения коэффициента преломления света при микроизгибе оптического
волокна / А. Д. Мехтиев, А. В. Юрченко, Е. Г. Нешина [и др.] // Известия высших
учебных заведений. Физика. — 2020. — Т. 63, № 2. — С. 129-136.
54 Свидетельство о государственной регистрации прав на объект авторского
права 0004. Волоконно-оптические датчики для системы контроля состояния
горных выработок и оборудования в условиях взрывоопасности / Юрченко А.В.,
Мехтиев А.Д., Булатбаев Ф.Н., Югай В.В., Нешина Е.Г., Алькина А.Д.; опубл.
3.01.2018.
55 Юрченко, А.В. Некоторые вопросы использования систем мониторинга на
основе волоконно-оптических датчиков в условиях АО “Арселормитал-Темиртау”
/ А.В. Юрченко, А.Д. Мехтиев, А.Д. Алькина, Е.Г. Нешина // Сборник материалов
IIIВсероссийскойнаучно-практическойконференции«Энергетикаи
энергосбережение: теория и практика». — 2017. — С. 325-328.
56 Юрченко, А. В. Информационно-измерительные системы нового
поколения для обеспечения безопасности проведения горных работ / А.В.
Юрченко, А.Д. Мехтиев, А.Д. Алькина, Е.Г. Нешина // Труды Международной
научно-исследовательскойконференции«Фундаментальныеиприкладные
исследования: проблемы и результаты»: ТТИ НИЯУ МИФИ. — 2017. — С. 36-41.
57 Юрченко, А.В. Вопросы разработки интеллектуальных волоконно-
оптическихдатчиковновогопоколениясвысокимиметрологическими
характеристиками / А.В. Юрченко, А.Д. Мехтиев, А.Д. Алькина, Е.Г. Нешина.
Материалы Круглого стола «Цифровизация промышленности – основа четвертой
промышленной революции». — 2018. — С. 44-50.
58 Юрченко, А.В. Модель волоконно-оптического датчика для мониторинга
механического напряжения горных выработок / А.В. Юрченко, А.Д. Мехтиев, Ф.Н.
Булатбаев, Е.Г. Нешина, А.Д. Алькина // Дефектоскопия. — 2018. — №7. —С. 61-
67.
59 Yurchenko, A.V. The Use of Optical Fiber to Control the Sudden Arch Collapse
of the Mine Working / A.V. Yurchenko, A.D. Mekhtiyev, Y.G. Neshina, F.N. Bulatbaev,
A.D. Alkina // IOP: Journal of Physics: Conference Series. — 2017. — Рр. 1-5.
60 Yurchenko, A.V. The Model of a Fiber-Optic Sensor for Monitoring
Mechanical Stresses in Mine Working. A.V.Yurchenko, А.D. Меkhtiyev, F.N.
Bulatbayev, Y.G. Neshina, A.D. Alkina // Russian Journal of Nondestructive Testing. —
2018. — Vol.54, No. 7. — Рp. 528-533.
61 Морозов, К.Е. Математическое моделирование в научном познании / К.Е.
Морозов. — М.: Мысль, 1969. – 256 с.
62 Буялич, Г.Д.Взаимодействие Секции механизированной крепи с
боковыми породами как давление сползающих призм по гипотезе П.М.
Цимбаревича. Развитие гипотезы до концепции / Г.Д. Буялич, В.М. Тарасов, Н.И.
Тарасова // Вестник Научного центра по безопасности работ в угольной
промышленности. — 2014. — №2. — С. 114-120.
63 Буялич, Г.Д. Повышение безопасности работ при взаимодействии секций
механизированных крепей с кровлей в призабойном пространстве лавы / Г.Д.
Буялич, В.М. Тарасов, Н.И. Тарасова // Вестник Научного центра по безопасности
работ в угольной промышленности. —2013. — №1.2. — С.130-135.
64 Мельников, Н.И. Проведение и крепление горных выработок / Н.И.
Мельников. — М.:Недра, 1979. — 336 с.
65 Бербеков, Ж.В. Неразрушающие методы контроля прочности бетона /
Ж.В. Бербеков // Молодой ученый. —2012. — №11. — С.20-23.
66 ГОСТ 22690-2015 Бетоны. Определение прочности механическими
методами неразрушающего контроля
67 Mekhtiyev, A. The external mechanical effects on the value of additional losses
in the telecommunications fiber optic cables under operating conditions / A. Mekhtiyev,
F. Bulatbayev, Y. Neshina, E. Siemens, A. Alkina, T. Shaigarayeva // Proceedings of
International Conference on Applied Innovation in IT. —2018. — V.1, Issue 6. —
Рp.123-127.
68 Испытание портландцемента и его разновидностей: Методические
указания к лабораторным работам по курсу «Материаловедение» для студентов
всех специальностей / Сост.: Н.Р. Рахимова. — Казань: КГАСУ, 2008. — 16 с.
69 Yurchenko, A. The Questions of Development of Fiber optic Sensors for
Measuring Pressure with Improved Metrological and Operational Characteristics / A.
Yurchenko, A. Alkina, A. Mekhtiev, F. Bulatbayev, Y. Neshina // MATEC Web of
Conferences. — 2016. — №79. Рр. 1-5.
70Мехтиев,А.Д.Волоконно-оптическиесистемыидентификации
физических величин. Монография / А.Д. Мехтиев, Е.Г. Нешина, В.В. Югай, А.Д.
Алькина — Караганда: Изд-во КарТУ, 2020 – 151с.
71 Mekhtiyev, A. D. Research Of Mechanical Stress At Tension Of Quartz Optical
Fiber (QOF) / A.D. Mekhtiyev, A.A. Kovtun, V.V. Yugay, E.G. Neshina, R. Zh.
Aimagambetova, A.D. Alkina // Metalurgija, 60 (2020) 1-2. Рр. 121-124.
72 Бейли, Д. Волоконная оптика. Теория и практика / Д. Бейли, Э. Райт. —
М.: Кудиц-Образ, 2006. — 320 с.
73 Быстров, Ю.А. Оптоэлектронные приборы и устройства: Учебное пособие
/ Ю.А. Быстров. — Москва: РадиоСофт, 2001. — 256 с.
74 Горлов, Н.И. Основные задачи мониторинга современных волоконно-
оптических линий передачи / Н.И. Горлов, В.И. Эйрих // Труды международной
научной конференции «Сагиновские чтения №11». — 2012. — №.2. С. 68—70.
75 Салех, Б. Оптика и фотоника. Принципы и применение. Пер. с англ.:
Учебное пособие. В 2 т. Т. 1 / Б. Салех, М. Тейх. – Долгопрудный: Издательский
Дом «Интеллект», 2012. —760 с.
Читать «Волоконно-оптическая система контроля идентификации геотехнического состояния»
Помогаем с подготовкой сопроводительных документов
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
5 (49 отзывов)
4.9 (826 отзывов)
5 (22 отзыва)
4.4 (59 отзывов)
4.9 (37 отзывов)
5 (1241 отзыв)
4.5 (80 отзывов)
5 (158 отзывов)
5 (44 отзыва)
