三维相似模拟试验是研究采场矿压显现及覆岩移动变形特征的重要方法之一,然而三维相似模型厚度大,模型内部岩层的移动变形特征无法用肉眼看见,无法知道采场覆岩移动变形的规律,因此必须借助其他方法对模型内部岩层的移动变形进行监测。本文介绍了脉冲预泵浦布里渊光时域分析技术(Pulse-PrePump Brillouin Optical Time Domain Analysis,PPP-BOTDA)的传感原理,分析了光纤布里渊频移与温度和应变的关系,给出了分布式光纤监测覆岩变形的可行性;同时分析了垂直光纤的布里渊频移曲线变化特征与覆岩移动变形特征的关系,提出了基于垂直的分布式光纤的判别三维相似试验中模拟工作面的来压情况的方法;分析了垂直光纤的布里渊频移曲线的特征,提出了垂直光纤确定三维模拟内部的覆岩破坏变形高度和垮落带高度的方法。为了验证上述方法的正确性,通过以在实验室模拟出现场工作面开采过程中上覆岩层移动变形特征为目标,设计三维相似材料模拟试验,构建了PPP-BOTDA分布式光纤传感监测系统,同时为了验证分布式光纤的监测结果的准确性,自行设计一套三维模型内部位移测量装置,并将这两套监测系统运用到模拟工作面上覆岩层中对应覆岩移动变形进行监测。三维相似模拟试验结果表明,基于PPP-BOTDA的分布式光纤传感技术实现了对三维模型模拟工作面的来压位置确定,同时确定了三维模型内部破坏变形高度和垮落带高度,该技术为了人类研究提供了一双能观测三维模型内部的变形的“眼睛”,同时为了能使得上述信息能快速获取,自行开发了分布式光纤数据处理分析系统,该系统的研发使得试验数据处理能够快速显示,及时掌握了覆岩内部变形情况,改变了以往“先试验-后处理”的试验模式,实现试验和数据处理同步进行处理,该系统的开发为这双“眼睛”提高了观测效率,为这项技术现场应用提供指导意义。