我国是世界上煤矿事故频发的国家之一,上世纪以来,我国有百余煤矿井筒发生不同程度的损坏,造成了严重的生产风险和经济损失。本课题以新安煤矿副井井筒为研究对象,提出一种传统监测方法与分布式光纤光栅传感器技术联合监测竖井井筒形变的方法,对光纤技术应用于辅助井筒变形监测进行有益的探索。本论文主要介绍了传统变形监测的钢丝基线法,研究了光纤光栅理论和设计方案,开发了监测和预警辅助系统,通过理论分析、监测方案设计、系统开发以及模拟实验的研究路线,为选用光纤传感器变形监测提供理论依据和实验依据。本课题采用钢丝基线变形监测的方法,获得井筒变形数据,通过附有参数的条件平差法分析处理数据,拟合圆心和半径,建立三维模型。阐述光纤光栅传感器的基本原理和传感特点,选择光纤Bragg光栅传感器构建光纤光栅辅助监测系统,分析得出井壁形变与光纤光栅信号的传递关系。提出通过光纤光栅信号的变化反应井筒井壁形变的大小,记录形变数据,进行安全判断和风险预测。结合新安煤矿井筒工程实际,充分利用传统测量方法获取的井筒变形原始数据,设计并开发新安煤矿井筒光纤法辅助监测系统,采用表贴式光纤光栅传感器的方法测量井筒变形,将光纤变形辅助监测系统与传统监测法相结合。在监测原理和技术路线相同的情况下,用简便易行的实验来模拟光纤法辅助监测系统。选用压力传感器安装在井筒模型上,外界施加压力替代应变力,单片机替代解调仪处理数据,显示模块替代控制监控中心,直观地反映变形监测系统的功能特性,建立应力、传感器和接收器之间的联系,同时证明光纤监测系统工程的可行性。