[发明专利]地下掘进空间稳定性监测方法及监测系统

权利要求书

1.一种地下掘进空间稳定性监测方法，其特征在于，包括：

步骤S1、获取地下掘进空间内岩体的变形允许值S_y、同类所述岩体失稳前的累计收敛变形量S_x、所述岩体内锚杆/锚索的极限抗拉值F_L；

步骤S2、持续检测所述岩体的收敛变形量S_m、所述岩体的纵波传输速度V_n、所述锚杆/锚索的拉力值F_i，其中m、n、i均为大于0的自然数；

步骤S3、计算所述岩体的收敛变形量预警值S_J、所述锚杆/锚索的抗拉预警值F_J、所述岩体的收敛变形预警系数K_s，所述锚杆/锚索的拉力变化速率K_F，所述岩体的波速预警系数K_v，其中

S_J＝0.8×min(S_y,S_x)，

F_J＝0.9F_L，

V₀为首次测量的所述岩体的纵波传输速度；

步骤S4、在所述S_m＞1.25S_J或K_S＞1.2时，或者所述K_v＜0.7且V_n＜2.5km/s时，或者所述F_i＝0或K_F≥1.2时，输出所述岩体不稳定的信息。

2.如权利要求1所述的地下掘进空间稳定性监测方法，其特征在于，

所述岩体的变形允许值S_y＝W×M，其中W为所述地下掘进空间的宽度，M为所述地下掘进空间周边的允许收敛值。

3.如权利要求1所述的地下掘进空间稳定性监测方法，其特征在于，

在所述步骤S2中，每1-3天检测一次所述岩体的纵波传输速度V_n。

4.如权利要求1所述的地下掘进空间稳定性监测方法，其特征在于，

在步骤S2中，通过在线锚杆/锚索测力计实时监测所述锚杆/锚索的拉力值F_i，检测数据实时传输至后台数据处理器。

5.如权利要求4所述的地下掘进空间稳定性监测方法，其特征在于，

在所述地下掘进空间的每个掘进循环内至少布置一个所述在线锚杆/锚索测力计。

6.如权利要求1所述的地下掘进空间稳定性监测方法，其特征在于，

在步骤S2中，通过三维激光扫描设备检测所述地下掘进空间的三维模型，将在后检测的三维模型与初次检测的三维模型比对即可得出岩体的收敛变形量S_m。

7.如权利要求1所述的地下掘进空间稳定性监测方法，其特征在于，

在步骤S2中，在所述地下掘进空间的每个掘进循环设有深度3-4m的波速测试孔，并将围岩声波测试仪的探头布设到所述测试孔内，采用单孔声波法测量所述岩体的纵波传输速度V_n。

8.如权利要求1所述的地下掘进空间稳定性监测方法，其特征在于，

在不满足S_m＞1.25S_J或K_S＞1.2时，或者所述K_v＜0.7且V_n＜2.5km/s时，或者所述F_i＝0或K_F≥1.2时，

若所述S_J＜S_m≤1.25S_J且K_S＝1.2时，或者所述2.5km/s≤V_n＜3.5km/s且K_v≥0.7时，或者F_i＞F_J且1＜K_F＜1.2时，输出所述岩体中等稳定的信息。

9.一种地下掘进空间稳定性监测系统，用于执行如权利要求1-8中任一项所述的地下掘进空间稳定性监测方法，其特征在于，包括：

三维激光扫描仪，设在地下掘进空间内，用以检测地下掘进空间的三维模型；

在线锚杆/锚索测力计，设在地下掘进空间内的锚杆/锚索上，实时监测锚杆/锚索的拉力；

声波测试仪，其探头设在地下掘进空间的岩体上的测试孔内，用以检测所述岩体的纵波传输速度；

数据处理器，接收所述三维激光扫描仪、在线锚杆/锚索测力计和声波测试仪的检测数据，计算所述S_J、F_J、K_s、K_F和K_v，并输出所述地下掘进空间的稳定性信息。