[发明专利]地下掘进空间稳定性监测方法及监测系统

说明书

本发明涉及地下掘进空间施工技术领域，公开了一种地下掘进空间稳定性监测方法及监测系统，该监测方法包括：获取地下掘进空间内岩体的变形允许值S_y、同类岩体失稳前的累计收敛变形量S_x、岩体内锚杆/锚索的极限抗拉值F_L；持续检测岩体的收敛变形量S_m、岩体的纵波传输速度V_n、锚杆/锚索的拉力值F_i，其中m、n、i均为大于0的自然数；计算岩体的收敛变形量预警值S_J、锚杆/锚索的抗拉预警值F_J、岩体的收敛变形预警系数K_s，锚杆/锚索的拉力变化速率K_F，岩体的波速预警系数K_v；在S_m＞1.25S_J或K_S＞1.2时，或者K_v＜0.7且V_n＜2.5km/s时，或者F_i＝0或K_F≥1.2时，输出岩体不稳定的信息。该监测方法可检测地下掘进空间的稳定性尤其是接近爆破面位置的稳定性，进而保障施工安全。

技术领域

本发明涉及地下掘进空间施工技术领域，具体的，涉及一种地下掘进空间稳定性监测方法及监测系统。

背景技术

掘进巷道、硐室与采场等地下掘进空间的稳定是矿山施工生产的基本安全保障。在人员频繁进出的巷道、采场内，正确测量作业空间的稳定性是避免顶板坍塌事故发生的重要途径。对于井下空间稳定性的检测，目前大多通过经验判断。部分矿山安装地压监测系统，该系统中的传感器布置的数量有限，只能通过测试点的数据来判断整个区域的稳定性情况。另外，这些监测设备往往布置在回采周期较长的采场，可长期监测；对于掘进的巷道、回采周期较短的进路式采场，布置此类传感器时若距离工作面较近，容易受到破坏。而往往冒顶事故大多发生在掘进工作面或临近区域。因此，虽然现有技术已有地压监测系统，但普遍适用于远离掘进工作面的区域。

发明内容

本发明是为了解决上述技术问题而做出的，其目的是提供一种地下掘进空间稳定性监测方法及监测系统，可检测地下掘进空间的稳定性尤其是接近爆破面位置的稳定性，进而保障施工安全。

为了实现上述目的，一方面，本发明提供一种地下掘进空间稳定性监测方法，包括如下步骤：

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。