软岩巷道围岩锚杆动态应力定位监测系统及操作方法

技术领域

本发明涉及一种软岩巷道安全，尤其是一种软岩巷道围岩动态应力波定位监测系统及操作方法。

领域背景

随着矿山开采向深部发展，开采面临高地温、高地压、高地应力的干扰，矿山地质灾害成为采矿生产活动中常见灾害类型。尤其在当今大数据背景下，人们对矿灾的监测及预警需求更加迫切。

传统的巷道围岩压力测量基于地震学、电磁学、力学等多种理论，主流技术主要涉及光弹性应力技术、声发射技术、原岩应力测试技术等，这些技术及理论在诸多方面均已成熟，上述技术在应用过程中相互独立，各技术具有各自独特优缺点。

优势：上述技术基于不同理论，可对矿山围岩压力进行监测、预警。

缺点：上述技术基于不同理论方法，不能解释多个复杂地压活动变化规律，联合监测及预警机制较差，对软岩巷道难监测。

发明类容

本发明提供一种价格低廉、安装方便、结构简单、适用范围广的软岩巷道围岩应力定位监测系统及操作方法。

一种软岩巷道围岩动态应力波定位监测系统，包括设置于井下的巷道围岩锚杆和转换器，所述的锚杆包括锚杆尖端部和尾部，在锚杆尖端部杆体上设置动态应力感应片，在锚杆尾部设置无线发射器及电源模块；

还包括井上设置的服务器、预警计算机和客服终端。

进一步，客服终端包括电脑终端及手机终端。

操作方法：

步骤1：监测孔在巷道围岩监测区段内位置的选择，以及钻孔直径、数量、角度及长度的确定；

步骤2：然后钻孔；

步骤3：安装锚杆，锚杆直径为50-100 MM，锚杆安装深度2-5M,锚杆放入后采用树脂锚固剂进行密封；

步骤4: 预警计算机和客服终端测试调试，通过5G微基站和5G核心基站实现无线通信，进行设备参数的选择和数据采集调试工作；

步骤5：信号信息的发射无线发射到井上，通过井上计算机系统软件进行分析、拟合、处理，将动态应力波数据自动处理软件进行实时处理成图，其中包括三维立体云图可视化表达、曲线动态变化显示；实时监测数据进行分析处理，通过实时监测不同压力阈值，对冲击地压或岩爆实现预警。

电脑终端程序用于接收井下围岩压力，同时分析、统计数据；手机终端程序和电脑终端程序配套使用。

本发明基于传统的锚杆技术为依托，采用锚杆搭载应力、动态应力波二合传感器，对围岩进行加固，同时可以对围岩应力、瞬时应力波进行实时动态的监测，从多方法、多指标出发，实现对动态应力活动实时监测和预警。 可实现地压信息的高频采集，对围岩应力、瞬时应力波综合分析，进行三维空间地压监测及预警。

附图说明

图1为本发明实施列提供的围岩锚杆动态压力波定位监测系统结构示意图

图2为本发明实施列提供的锚杆布置示意图

图3为本发明实施列提供的客服终端程序示意图

图中：1、锚杆，2、锚杆布置，3、转换器，4、服务器，5、预警计算机，6、客服终端，7、无线发射器，8、应力感应片。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述。

一种软岩巷道围岩动态应力波定位监测系统，包括设置于井下的巷道围岩锚杆1和转换器3，所述的锚杆1包括锚杆尖端部和尾部，在锚杆尖端部杆体设置多个动态应力感应片8，

在锚杆1尾部设置无线发射器7及电源模块；

锚杆1均匀设置井下的巷道围岩壁上；如：锚杆布置2标记；

无线发射器7将压力数据转化为信号进行远程无线传输；

还包括井上设置的服务器4、预警计算机5和客服终端6。

进一步，客服终端包括电脑终端及手机终端。

电脑终端程序用于接收井下围岩压力，同时分析、统计数据，手机终端程序和电脑终端程序配套使用。

所述客服终端，将接收数据进行去噪、拟合、统计、输出。

操作方法：

步骤1：监测孔在巷道围岩监测区段内位置的选择，以及钻孔直径、数量、角度及长度的确定；监测孔位置满足监测需求，钻孔数量、角度及长度根据监测范围而定；

步骤2：在钻孔位置、直径、数量、角度及长度确定后，通过钻机钻取钻孔；

步骤3：安装锚杆1，锚杆直径为50-100 MM，锚杆1安装深度2-5M，锚杆1放入后采用树脂锚固剂进行密封；

步骤4: 预警计算机和客服终端测试调试，通过5G微基站和5G核心基站实现无线通信，进行设备参数的选择和数据采集调试工作；

步骤5：信号信息的发射无线发射到井上，通过井上计算机系统软件进行分析、拟合、处理，将动态应力波数据自动处理软件进行实时处理成图，其中包括三维立体云图可视化表达、曲线动态变化显示；实时监测数据进行分析处理，通过实时监测不同压力阈值，对冲击地压或岩爆实现预警。