[發(fā)明專利]隧道超前監(jiān)測方法及系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210285584.2
• 申請日: 2012-08-10
• 公開（公告）號: CN102830422A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐勇;劉文解;馬成
• 申請（專利權(quán)）人: 中國建筑第四工程局有限公司
• 主分類號: G01V1/00
• 分類號: G01V1/00;G01V1/13;G01V1/30
• 代理公司: 北京超凡志成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11371
• 代理人: 李世喆

1.隧道超前監(jiān)測方法，其特征在于，包括：

在隧道的邊墻面制造震動；

檢測和采集震動回波，得到震動回波數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述震動回波數(shù)據(jù)，得到所述隧道未開采區(qū)域的地質(zhì)信息，其中所述地質(zhì)信息包括：巖石的軟弱強(qiáng)度信息、地下水分布信息、溶洞分布信息、暗河分布信息和煤層分布信息；

根據(jù)所述煤層分布信息，確定在隧道的掌子面進(jìn)行超前鉆孔的位置，并且在確定的超前鉆孔的位置處進(jìn)行超前鉆孔；

在所述超前鉆孔的鉆孔內(nèi)進(jìn)行瓦斯壓力和/或瓦斯?jié)舛鹊臋z測，得到所述隧道未開采區(qū)域的瓦斯壓力信息和/或瓦斯?jié)舛刃畔ⅰ?/p>

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道超前監(jiān)測方法，其特征在于，所述在隧道的邊墻面制造震動包括：

在隧道的邊墻面鉆出16-24個炮孔，在16-24個所述炮孔內(nèi)通過引爆工程炸藥制造震動。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道超前監(jiān)測方法，其特征在于，所述檢測和采集震動回波包括：

在隧道的邊墻面鉆出2個接收孔，其中2個所述接收孔對稱地設(shè)置在隧道的兩個相對的邊墻面；在2個所述接收孔內(nèi)對所述震動產(chǎn)生的震動回波進(jìn)行矢量檢測和縱橫波采集。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的隧道超前監(jiān)測方法，其特征在于，根據(jù)所述震動回波數(shù)據(jù)，得到所述隧道未開采區(qū)域的地質(zhì)信息，包括：

將所述震動回波數(shù)據(jù)利用多波多分量進(jìn)行全波震相分析和極化波計算，獲得2維空間的偏移歸位圖、2維空間的斷面掃面圖、3維空間的偏移歸位圖和3維空間的斷面掃面圖；

根據(jù)所述2維空間的偏移歸位圖、2維空間的斷面掃面圖、3維空間的偏移歸位圖和3維空間的斷面掃面圖獲得所述地質(zhì)信息。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道超前監(jiān)測方法，其特征在于，進(jìn)一步包括：對隧道內(nèi)的瓦斯?jié)舛冗M(jìn)行檢測，當(dāng)隧道內(nèi)的瓦斯?jié)舛瘸^0.5％-0.7%時，從總控開關(guān)處斷電且發(fā)出報警信號。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道超前監(jiān)測方法，其特征在于，進(jìn)一步包括：對隧道內(nèi)的風(fēng)機(jī)主供電電源進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)風(fēng)機(jī)主供電電源斷電時，從總控開關(guān)處斷電。

7.隧道超前監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括：

震動制造裝置，用于在隧道的邊墻面制造震動；

地質(zhì)信息獲取裝置，用于檢測和采集震動回波，得到震動回波數(shù)據(jù)；并且根據(jù)所述震動回波數(shù)據(jù)，得到所述隧道未開采區(qū)域的地質(zhì)信息，其中所述地質(zhì)信息包括：巖石的軟弱強(qiáng)度信息、地下水分布信息、溶洞分布信息、暗河分布信息和煤層分布信息；根據(jù)所述煤層分布信息，確定在隧道的掌子面進(jìn)行超前鉆孔的位置；

超前鉆孔裝置，用于在確定的超前鉆孔的位置處進(jìn)行超前鉆孔；

瓦斯?jié)舛葯z測儀，用于在超前鉆孔的鉆孔內(nèi)進(jìn)行瓦斯壓力和/或瓦斯?jié)舛鹊臋z測，得到所述隧道未開采區(qū)域的瓦斯壓力信息和/或瓦斯?jié)舛刃畔ⅰ?/p>

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的隧道超前監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述地質(zhì)信息獲取裝置，包括：

探測模塊，所述探測模塊用于對震動回波進(jìn)行矢量檢測和縱橫波采集；

數(shù)據(jù)處理模塊，用于將所述震動回波數(shù)據(jù)利用多波多分量進(jìn)行全波震相分析和極化波計算；

圖文生成模塊，用于根據(jù)所述全波震相分析的結(jié)果和極化波計算的結(jié)果生成2維空間的偏移歸位圖、2維空間的斷面掃面圖、3維空間的偏移歸位圖和3維空間的斷面掃面圖；

中心處理模塊，用于根據(jù)所述2維空間的偏移歸位圖、2維空間的斷面掃面圖、3維空間的偏移歸位圖和3維空間的斷面掃面圖獲得地質(zhì)信息，其中所述地質(zhì)信息包括：巖石的軟弱強(qiáng)度信息、地下水分布信息、溶洞分布信息、暗河分布信息和煤層分布信息；

定位模塊，用于根據(jù)所述煤層分布信息，確定在隧道的掌子面進(jìn)行超前鉆孔的位置。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的隧道超前監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括：甲烷傳感器和瓦斯饋電斷電儀；

所述甲烷傳感器用于檢測隧道內(nèi)的瓦斯?jié)舛炔⑵鋫鬏斀o瓦斯饋電斷電儀；

所述瓦斯饋電斷電儀，其設(shè)置在隧道的總控電源開關(guān)處，當(dāng)隧道內(nèi)的瓦斯?jié)舛瘸^0.5%-0.7%時，所述瓦斯饋電斷電儀進(jìn)行瓦電閉鎖同時發(fā)出報警信號。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的隧道超前監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括：

風(fēng)機(jī)主供電電源監(jiān)測設(shè)備，用于對隧道內(nèi)的風(fēng)機(jī)主供電電源進(jìn)行監(jiān)測并將對風(fēng)機(jī)主供電電源的監(jiān)測結(jié)果傳輸給瓦斯饋電斷電儀；

當(dāng)隧道內(nèi)的風(fēng)機(jī)主供電電源停止供電時所述瓦斯饋電斷電儀進(jìn)行風(fēng)電閉鎖控制。