[发明专利]基于光纤光栅的大型露天矿山滑坡灾害预警方法

摘要

一种基于光纤光栅的大型露天矿山滑坡灾害预警方法，包括以下步骤：(1)按照大型非煤露天矿山边坡的锚杆加固设计规范和结构面分布规律在边坡上布置锚杆群，在锚杆上按设定间距粘贴多功能光纤光栅传感器；(2)采集传感器监测的应力、应变、位移和温度；(3)进行数据预处理并保存；(4)将光信号转换为电信号；(5)对电信号滤波处理；(6)利用MATLAB软件对信号进行处理，提取锚杆的应力、应变、位移和温度；(7)利用极限平衡法或强度折减法实时计算总体边坡、组合台阶边坡和台阶边坡的安全系数，对安全系数不满足的局部边坡进行加固。本发明提高了大型露天矿山滑坡的预警准确率，能实现大型露天滑坡灾害的全覆盖实时监测和预警。

主权项

1.一种基于光纤光栅的大型露天矿山滑坡灾害预警方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)按照大型非煤露天矿山边坡的锚杆加固设计规范和结构面分布规律在边坡上布置锚杆群，并在锚杆上按设定间距粘贴多功能光纤光栅传感器；(2)将锚杆锚固后，在端头处布置光纤光栅信号采集仪，用来采集传感器监测到的应力、应变、位移和温度；(3)利用光纤光栅数据传输线将光信号汇总到信号监测总站，进行数据预处理并保存；(4)将汇总的光信号经过光纤光栅数据传输线传输到地面的光电信号转换器，并将光信号转换为电信号；(5)利用数据传输线将转换后的电信号传输到信号滤波器，并对电信号滤波处理，减小噪音干扰；(6)将滤波后的电信号传输到计算机处理系统，利用MATLAB软件对信号进行处理，提取锚杆的应力、应变、位移和温度；(7)结合提取的信息，利用极限平衡法或强度折减法实时计算总体边坡、组合台阶边坡和台阶边坡的安全系数，按照判据(I)进行分析，对安全系数不满足判据(I)的局部边坡进行加固；其中，F₁、F₂、F₃分别为计算得到的总体边坡、组合台阶边坡和台阶边坡的安全系数，F_S1、F_S1、F_S3分别为国标技术规范中总体边坡、组合台阶边坡和台阶边坡的安全系数。