碳纳米复合材料传感器

大变形高灵敏

一种基于碳纳米复合材料的传感单元，可实现采矿物理模型中超厚关键层变形破坏的全程分布式监测。

谢建林 · Ning, Shan · Qu, Qingdong · 朱卫兵 · 许家林

Nanomaterials 2023

参数信息

监测岩层厚度

200–400 m

连续开挖稳定宽度

900 m

开采深度

1 km

技术优势

大变形高灵敏

碳纳米材料具有高灵敏度，能感知大应变，适用于物理模型中大范围岩层变形的分布式监测。

可监测厚岩层

成功监测200–400 m厚砂岩层，在1 km深长壁开采物理模型中获取其变形特征。

揭示关键层稳定机制

监测结果显示，连续开挖宽度达900 m后超厚关键层仍保持稳定，阻止了上覆岩层破坏向上传播，地表沉陷极小。

应用场景

• 矿山开采沉陷监测：实时监测超厚关键层变形，预警突然垮塌，控制地表沉陷。
• 岩层变形监测：分布式感知上覆岩层变形，揭示破坏传播规律。
• 结构健康监测：提供高灵敏大应变传感，用于结构损伤演化监测。
• 物理模型应变测量：嵌入或粘贴于物理模型，获取全场应变分布。