[发明专利]一种巷道围岩破坏监测的锚杆索支护方法

说明书

本发明公开了一种巷道围岩破坏监测的锚杆索支护方法，包括：在巷道内设置多个巷道钻孔，并在巷道钻孔内设置位移传感器；通过位移传感器收集位移数据，通过位移数据结合位移传感器的设置位置判断巷道的受破坏程度；根据步骤2)获得的巷道受破坏程度对巷道实施锚杆索支护。本发明利用了基于巷道围岩变形精密监测方法，可以确定巷道围岩塑性破坏围岩变形量，信息更加准确及时。本发明的方法可实现巷道支护参数的智能化设计，极大地方便了现场工作人员的应用。

技术领域

本发明属于巷道顶板支护技术领域，具体的说涉及一种锚杆索支护参数设计方法，通过巷道围岩变形现场监测数据分析处理，达到对巷道进行锚杆索支护参数设计的目的。

背景技术

巷道围岩破坏监测能够得到围岩破坏的位置、深度、范围等现场实际信息，大量研究结果表明，巷道围岩变形破坏实质上是由围岩塑性区的形成和发展引起的，塑性区的几何形态和范围决定了围岩的破坏模式和程度。详细掌握此类巷道的围岩变形破坏规律是巷道进行锚杆索支护的前提和关键。传统的巷道围岩支护设计多采用工程类比法，或依靠专家经验作出工程间的相似性判断，或者通过工程岩体分级的方式归纳概括岩体特征，然而有针对性的巷道支护设计有待于进一步解决。对于巷道的支护首先是获取可靠的巷道塑性变形信息，但是现有技术中并不存在快速准确获取这一个信息的方式。巷道围岩变形监测目前主要采用在井下采集数据，地面进行后处理分析，或者将数据直接传输到地面，需要重新调取数据进行分析，数据分析也多以通过离层分析巷道稳定性为主，存在时间的滞后性，无法保证分析内容的实时、全面性。

专利文献CN107246886A公开了一种能对矿压信号可靠传输、精确解调、实时显示和可视化呈现的基于光纤传感的矿压信号实时可视化解调系统及解调方法，其包括基于光纤传感的矿压信号实时可视化解调系统及解调方法，所述的矿压信号实时可视化解调系统：包括矿压信号采集子系统、光信号传输子系统、光电信号转换子系统和数字信号可视化处理子系统；矿压信号采集子系统、光信号传输子系统、光电信号转换子系统和数字信号可视化处理子系统顺序连接；光电信号转换子系统和数字信号可视化处理子系统位于井上；矿压信号采集子系统和光信号传输子系统通过光纤相连接，并位于井下。该方法为测量矿压监测的方法，其主要用来测力，监测单位是以一个钻孔或者一个断面为单位，涉及了井上对数据进行物理量的简单处理，并可以根据汇集的数据得到曲线图，其对于分析矿压有帮助，但是却无法分析巷道围岩的破坏过程以及破坏位置、破坏形态，并且无法为支护提供建议。

专利文献CN107328502A公开了一种锚杆托盘载荷可视化数字成像方法，包括以下步骤：

第一步：在巷道墙面上安装托盘，再将锚杆固定在托盘中心位置处，未施加预紧力时定义为变形前的托盘，施加预紧力后定义为变形后的托盘；

第二步：在锚杆托盘的中心轴上两侧分别布设第一摄像机和第二摄像机，在托盘和第一摄像机之间布设第一光源，托盘和第二摄像机之间布设第二光源；

第三步：采用双目立体视觉原理和张正友平面标定法进行系统坐标标定；

第四步：第一光源、第二光源射向变形前的托盘，在托盘表面形成散斑图像，使用第一摄像机、第二摄像机对形成散斑图像的托盘进行观测，将散斑图像中某一光点的像的平面坐标进行计算，得到变形前光点的三维坐标；

第五步：对托盘施加预紧力，使得托盘发生变形，第一光源、第二光源射向变形后的锚杆托盘，在托盘表面形成散斑图像，将变形前的散斑图像与变形后的散斑图像进行匹配，根据最大相关系数确定两幅散斑图像的点对关系，从而找到第四步中托盘变形后光点的位置；

第六步：匹配完毕后，将变形后散斑图像中光点的像的平面坐标进行计算，得出变形后光点的三维坐标；

第七步：变形前的三维坐标与变形后的三维坐标之间的差值，即为托盘的全场三维位移；