[发明专利]地下空间围岩顶板灾害非接触磁致伸缩实时监测方法

说明书

地下空间围岩顶板灾害非接触磁致伸缩实时监测方法，属于矿业和岩土工程安全检测与监控技术领域。其特征在于：包括主控计算机、磁致伸缩位移传感器以及声光报警装置，包括如下步骤：步骤1，施工钻孔；步骤2，固定磁环；步骤3，安装传感器；步骤4，将传感器与供电电源连接；步骤5，将传感器、主控计算机、声光报警装置连接；步骤6，主控计算机实时监测与分析；步骤7，主控计算机进行判断与分析；步骤8，报警。在本地下空间围岩顶板灾害非接触磁致伸缩实时监测方法中，通过使用磁致伸缩位移传感器，实现了顶板围岩形变的非接触测量，不会由于摩擦、磨损等原因导致使用寿命降低，因此大大提高了精度、稳定性和可靠性。

技术领域

地下空间围岩顶板灾害非接触磁致伸缩实时监测方法，属于矿业和岩土工程安全检测与监控技术领域。

背景技术

地下空间比如地下工程和矿山井下存在围岩片帮、底鼓、岩爆、顶板冒落等危险，其中尤以冒顶或顶板事故最突出，其对工作人员和设备构成了直接威胁，而且影响工程进度，还能造成支护失效，甚至地震。2014 年全国煤矿事故总共发生509起，死亡931人，而顶板事故就有196起，死亡292 人，因此，围岩顶板安全问题亟待解决。

要保证安全必须针对上述问题的发生进行事先预防和预警，需要对围岩顶板状态进行监测监控。目前关于围岩顶板的监测手段主要包括：围岩变形监测、围岩支架载荷监测、围岩的应力监测以及针对以上监测开发的实时动态监测的仪器设备，如顶板动态监测系统、顶板在线监测系统等。在上述监测方法中，围岩变形监测是较为常见的监测手段。

围岩变形监测的工作原理是：当被测结构物发生变形时将会通过位移计的锚头带动测杆，测杆拉动位移计产生位移变形，变形传递给振弦式位移计转变成振弦应力的变化，从而改变振弦的振动频率，电磁线圈激振振弦并测量其振动频率，频率信号经电缆传输至读数装置，即可计算出被测结构物的变形量，其属于接触式测量，安装监测及分析过程相对繁琐复杂而且费用高，由于接触式测量器件之间会发生摩擦，因此长时间使用之后会因摩擦、磨损等原因导致使用寿命降低的问题，精度、稳定性和可靠性随之下降，同时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，实际使用效果并不理想，有必要探寻新的有效监测与预警技术。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种通过使用磁致伸缩位移传感器，实现了顶板围岩形变的非接触测量，不会由于摩擦、磨损等原因导致使用寿命降低，因此大大提高了精度、稳定性和可靠性的地下空间围岩顶板灾害非接触磁致伸缩实时监测方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该地下空间围岩顶板灾害非接触磁致伸缩实时监测方法，其特征在于：包括主控计算机、磁致伸缩位移传感器以及声光报警装置，磁致伸缩位移传感器安装在顶板围岩中，包括测杆、磁环以及传感器本体，传感器本体与主控计算机连接，主控计算机与声光报警装置相连，

包括如下步骤：

步骤1，在顶板围岩的监测位置进行开孔，由外而内依次形成测杆安装孔和测杆延伸孔；

步骤2，在磁环的内侧面上涂胶，然后将磁环送入测杆安装孔内，并固定在测杆延伸孔和测杆安装孔的交界处；

步骤3，将磁致伸缩位移传感器的测杆装入测杆安装孔内，测杆穿过磁环伸入测杆延伸孔内，将磁致伸缩位移传感器的传感器本体固定在测杆安装孔的开口处；

步骤4，将磁致伸缩位移传感器的传感器本体与供电电源相连；

步骤5，完成磁致伸缩位移传感器与主控计算机的通信连接以及主控计算机与声光报警装置之间的通信连接；

步骤6，磁致伸缩位移传感器将监测到的数据送入主控计算机，主控计算机通过磁致伸缩位移传感器送入的由磁环与测杆测定的位移数据对顶板围岩进行实时监测和分析；