[实用新型]深部围岩岩爆无损实时磁监测预报系统

说明书

技术领域

深部围岩岩爆无损实时磁监测预报系统，属于矿业和岩土工程安全检测与监控技术领域，具体涉及一种深部围岩岩爆无损实时磁监测预报系统。

背景技术

硬岩巷道或隧道开挖后，遇到的最大问题之一就是岩爆，由于其具有突发性和动力性特点，不但对地下施工的人员和设备构成了直接威胁，而且影响施工进度，还能造成超挖、支护失效，甚至地震。随着地下空间开发与资源开采不断走向深部，岩爆的频度和强度均明显增加，由开挖引起的工程灾害日益严重，安全问题亟待解决，已成为我国未来深部地下工程的一大技术瓶颈问题。

针对上述问题，要保证全过程的安全必须针对岩爆的发生进行事先预防和预警，需要对有岩爆倾向性的围岩区域进行监测监控。目前关于对围岩岩爆的监测监控方法还很少，主要采用声发射(微震)监测方法，但该方法需要布置钻孔安装监测探头，其会对围岩产生进一步的损伤和影响，安装监测过程相对繁琐复杂而且费用高，对整个安装质量的要求也较高，监测数据的后期分析复杂和不方便，爆破及工程施工对其监测结果也存在干扰，因此难以满足实际要求，无法实现对围岩岩爆的无损实时监测、监控并预警。

与声发射法相比，利用岩爆倾向性围岩卸荷和加载过程中磁场的变化预测岩爆有很多优点：围岩卸荷、加载及破坏过程的磁场变化明显，通过监测可直接得到剩磁强度或磁化率的数值及变化规律，监测数据直观；实现了真正的无损(非接触)、定位监测。与现有的预报方法相比：更为有效快捷，大大节省现场安装和对监测数据进行分析的工作量，受到外界干扰少，可连续实时监测。

目前有应用压磁应力计测震源应力场的变化过程，从而进行地震的时间、地点、震级的预测报道，也有关于轴压下岩石破裂过程中的剩余磁化强度变化及岩石磁化率的相关研究，目前尚未有关于磁预测、监测监控岩爆的技术报道。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种对围岩无损、操作简便、自动化程度高、监测数据可靠直观的深部围岩岩爆无损实时磁监测预报系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该深部围岩岩爆无损实时磁监测预报系统，其特征在于：包括地下部分磁化率仪、主控计算机、声光报警装置，磁化率仪的探头置于监测区围岩表面，磁化率仪与主控计算机相连，主控计算机与声光报警装置相连。

设置与地下部分相互通信的地面监控部分，地下部分包括磁化率仪、地下交换机、地下无线路由器和地下移动基站，磁化率仪通过地下交换机与地下无线路由器通过导线连接，地下无线路由器与地下移动基站无线通信相连；

地面监控部分包括地面移动基站、地面无线路由器、地面交换机、主控计算机和声光报警装置，地面移动基站与地面无线路由器无线通信相连，地面无线路由器与地面交换机、主控计算机和声光报警装置通过导线连接通信。

磁化率仪与地下交换机有线连接通信，地下交换机与地下无线路由器有线连接通信。

地下无线路由器与地下移动基站、地面移动基站及地面无线路由器实现无线通信，地面无线路由器与地面交换机实现有线连接通信，地面交换机与主控计算机有线连接通信，主控计算机与声光报警装置有线连接通信。

与现有技术相比，本实用新型的深部围岩岩爆无损实时磁监测预报系统所具有的有益效果是：

1、操作简便、安全性高、成本较低：通过磁化率仪监测深部围岩的岩爆，监测工序简单，实施方便，且可与现有的人员定位系统配合，成本较低，整个监测过程不影响工程的正常进行，解决了以往监测点在围岩上多处布置所导致的施工困难、繁琐、耗时长、成本高及危险性较大等问题，且当达到设定的阈值时可通过程控单片机通信启动声光报警装置实现预警，进一步确保了工作人员和设备的安全。

2、自动化程度高、无损伤：通过磁化率仪的磁监测，实现了对深部围岩的无损无接触磁监测，避免了对围岩造成新的损伤和影响，地下采用无线通信，避免围岩破坏等对通信线路的影响，由主控计算机软件实时采集和显示监测数据并绘制图形，自动化程度进一步增强，节省了人力、物力。

3、监测数据实时、可靠、应用范围广：磁监测受外界的干扰影响小且磁对围岩应力场的变化敏感，使得监测到的数据更真实可靠；通过地面地下的相互通信，由主控计算机软件可实时采集和显示监测数据并绘制图形，实现了对围岩磁的全程控实时监测；磁监测不仅可以应用在对深部围岩岩爆的预测预报上，还可以应用于围岩的冒顶片帮、大变形和突水等预测预报上。

附图说明

图1是实施例1深部围岩岩爆无损实时磁监测预报系统结构示意图。