[发明专利]下围岩全程安全移动监测方法

说明书

技术领域

井下围岩全程安全移动监测方法，属于矿业和岩土工程安全检测与监控技术领域。

背景技术

硬岩巷道或隧道开挖后，遇到的最大问题就是围岩安全问题，这里涉及围岩顶板冒落、岩爆等，由于其具有破坏性、突发性和动力性等特点，不但对地下施工的人员和设备构成了直接威胁，而且影响施工进度，还能造成超挖、支护失效，甚至地震。随着地下空间开发与资源开采不断走向深部，由开挖引起的工程灾害日益严重，围岩安全问题亟待解决。

针对上述问题，要保证全过程的安全必须针对围岩安全问题进行事先预防和预警，需要对围岩区域进行监测，为了保证工作路径和工作区域人员的安全，对人员行动区域和工作区域的监测至关重要，这里就需要跟随人员工作进程的围岩移动监测，目前针对围岩的移动监测还未见报道。

利用超声波对围岩位移检测比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到实用的要求，红外热像检测技术具有非接触、实时、快速、全场测量等优点，应用红外热像仪监测岩石变形过程中产生的红外辐射已有成功经验，岩石试样加载过程中，微破裂伴随产生红外辐射，微破裂愈强，所产生的红外辐射就愈强，在红外热像仪中显示图像就愈明显，可确定围岩内部应力集中及破裂的红外辐射温度变化及阈值，对围岩安全问题进行预警，因此这里采用超声波位移监测装置和红外热像仪对围岩进行移动监测，关于这方面的监测还鲜有报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种对围岩无损、移动监测、操作简便、自动化程度高、监测数据可靠直观的井下围岩全程安全移动监测方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该井下围岩全程安全移动监测方法，其特征在于：在行走机构上安装并连接超声波位移监测装置、红外热像仪、地下主控计算机、声光报警装置共同组成全程安全移动监测装置，超声波位移监测装置、红外热像仪与地下主控计算机相连对监测到的围岩位移及红外热像或温度进行实时记录和分析，地下主控计算机与声光报警装置相连通信，行走机构使移动监测装置到达预定位置。

监测步骤如下：

步骤1：通过行走机构使移动监测装置到达预定位置或员工工作区，接通电源和开启移动监测装置，地下主控计算机及声光报警装置之间相互通信，地下主控计算机首先选定监测时间段，然后选定时间段内的监测间隔时间，再设定围岩位移阈值和围岩红外热像温度差阈值，由地下主控计算机控制使超声波位移监测装置、红外热像仪开始监测；

步骤2：通过超声波位移监测装置和红外热像仪对围岩进行监测，得到预定位置围岩实时的超声波测距值及红外热像或温度值，传送给地下主控计算机，地下主控计算机程序显示数值并进行分析；

步骤 3：由地下主控计算机的程序计算围岩位移和红外热像温度差并判断其是否超过设定的围岩位移阈值和围岩红外热像温度差阈值，如果超过设定的围岩位移阈值，地下主控计算机程序启动声光报警装置发出预警，如果未超过设定的围岩位移阈值，则返回步骤2继续进行；如果超过设定的围岩红外热像温度差阈值，地下主控计算机程序启动声光报警装置发出预警，如果未超过设定的围岩红外热像温度差阈值，则返回步骤2继续进行； 

步骤4：监测时间段结束，通过行走机构移动到下一预定位置或员工工作区进行监测。

包括地下和地面两部分组成的全程安全移动监测装置，其特征在于：地下部分包括超声波位移监测装置、红外热像仪、地下主控计算机、声光报警装置、行走机构，地下交换机、地下无线路由器和地下移动基站，地下主控计算机通过地下交换机与地下无线路由器有线连接，地下无线路由器与地下移动基站无线通信相连；

地面监控部分包括地面移动基站、地面无线路由器、地面交换机、地面主控计算机和地面声光报警装置，地面移动基站与地面无线路由器无线通信相连，地面无线路由器与地面交换机、地面主控计算机和地面声光报警装置有线连接；

监测步骤如下：

步骤1：将地下交换机与地下无线路由器固定于行走机构上并有线连接，然后将地下主控计算机与地下交换机有线连接实现相互通信；

步骤2：沿地下的巷道、竖井或隧道布置与安装地下移动基站，在地面布置与安装地面移动基站，将地面无线路由器和地面交换机及地面主控计算机有线连接通信；

步骤3：通过行走机构使移动监测装置到达预定位置或员工工作区；