1、目的及意义

超深越界探采矿一直以来是矿山企业面临的重大问题，一方面给国有矿山企业造成经济上的巨大损失，更重要的是当民采矿点超深越界采开采时,会破坏井下的地压分布和岩体力学结构,易引发岩石结构的失稳，对上部的生产作业带来极大的安全隐患。由于长时间大规模的盗采，浅部采空矿场中的保安矿柱大多被盗采，深部的矿柱虽保存完好但保安矿柱与下侧采空矿场中的矿柱交错出现，使采空矿场顶部岩层上的应力作用点不在矿柱上，采空矿场之间岩层的厚度及岩性对采空区的稳定性起很大作用。超深越界探采矿一方面给国有矿山企业造成经济上的巨大损失。另一方面还对生产安全造成深度危害: ①当民采矿点的超深越界采到国有矿山企业井下的深部时，会破坏井下的地压分布和岩体力学结构，易引发岩石沉陷、塌方等现象，甚至造成非正常的井下巷道贯通，而非正常贯通就没有安全预报，国有矿山企业在不知情的情况下进行爆破作业时，有可能造成重大安全事故。②民采矿点技术力量薄弱，缺乏对采矿区的长远规划。③民采矿点往往采用采富弃贫的掠夺式开采，盲目采矿将可能引发新的地质灾害。④严重破坏自然环境，造成自然灾害隐患，如地裂、土地沉降等。盗采现象屡屡频发，盗采行为屡禁不止，2017年5月安徽省滁州市警方破获一起非法制贩爆炸物、盗采矿山资源案，抓获犯罪嫌疑人15人，收缴爆炸物品61吨，斩断了一条充满火药味的“黑色利益链”。2016年1月初，据有关新闻连续报道，河北三河市东部矿山盗采猖獗，高峰期上百辆挖掘机同时盗采，一夜盗得10万吨白云矿和石灰石矿。2017年10月，龙岩市永定区国土资源局联合下洋镇政府及公安、林业、城市管理等部门，依法对沿江赤树坪非法盗采稀土矿点进行现场调查取证，并对非法稀土采矿场的连接管道等有关配套设施进行清理，累计拆除工棚 8 座，面积2000平方米；摧毁用于提炼稀土矿半成品沉淀池 7 个，面积2500平方米。如何利用有效手段对现在的盗采行为进行监测，是亟需解决的问题。

光纤光栅传感器近年来在工程结构健康监测、石油产业、电力行业、岩土工程、航空航天、采矿、爆破、交通及医学等各个领域的应用广泛。与传统的机械、电子传感器相比，光纤光栅传感器具有以下优点: (1) 尺寸小、质量轻; (2) 传输损耗低、带宽高; (3) 免疫电磁干扰; (4) 耐腐蚀; (5) 使用寿命长; (6) 可以进行分布式测量。光纤光栅传感器除了具有光纤传感器的全部特性外，还有着其独特的优势: (1) 能绝对测量， 信号不受光源波动的影响;(2) 能直接写入光纤，而不用改变光纤的直径; (3) 可以使用多路复用技术。因此在光纤通信和传感领域得到了广泛的应用。

随着人们逐渐认识到光纤光栅传感技术有着极大的潜力，越来越多的高等院校和科研机构投入到光纤光栅传感技术的研究和应用中。经过 20 年的发展，一部分光纤光栅传感技术成果已从实验室推出，步入商用阶段，如温度传感器、位移传感器、应变传感器、应力传感器、加速度传感器等，这些传感器已成功用于大型结构工程、电力工程、岩土工程、交通工程、采矿工程、爆破工程、石油化工、航空航天、生物医学、船舶、石油勘探以及军事武器装备等领域。随着应用成果的日益增多，光纤光栅已成为目前最具发展前途、最具代表性的光纤无源器件之一。

2. 研究的基本内容与方案