[發明專利]一種地下工程動力災害局部解危效應的管波監測方法

有效

• 申請號: 201811443535.0
• 申請日: 2018-11-29
• 公開（公告）號: CN109488380B
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 張曉君;李曉程;宋林波
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18
• 代理公司: 淄博佳和專利代理事務所(普通合伙) 37223
• 代理人: 孫愛華

一種地下工程動力災害局部解危效應的管波監測方法，屬于礦業和巖土工程安全檢測與監控技術領域。其特征在于：包括管波監測系統，管波監測系統包括置于應力釋放孔（3）中的管波監測裝置（5），應力釋放孔（3）開設在圍巖（1）中，在應力釋放孔（3）中注有耦合劑（4）；管波監測裝置（5）包括接收換能器（7）和發射換能器（11）以及同時與接收換能器（7）和發射換能器（11）相連的管波探測儀。在本地下工程動力災害局部解危效應的管波監測方法中，利用了應力釋放孔，實現了動力災害解危和監測相結合，無需對圍巖進行二次開孔，具有操作與后期分析簡單、自動化程度高、準確性較高的優點。

技術領域

一種地下工程動力災害局部解危效應的管波監測方法，屬于礦業和巖土工程安全檢測與監控技術領域。

背景技術

地下工程圍巖存在片幫、頂板冒落、突水及巖爆動力災害等危險，不僅造成支護失效，影響工程進度，甚至產生地震，對工作人員和設備構成了直接威脅。隨著地下空間開發和開采深度的不斷增加，地應力越來越高，巖爆等動力災害的頻度和強度均明顯增加，工程災害日益嚴重，安全問題亟待解決，已是深部工程安全施工和工程防災減災急待解決的關鍵難題，成為我國未來深部地下工程的一大技術瓶頸問題，因此，需深入開展地下工程圍巖尤其巖爆圍巖的局部解危及綜合監測預警技術研究。

施工應力釋放孔和注水是常用的局部解危技術，目前國內缺乏針對局部解危實施效果的監測和深入研究。目前針對地下工程圍巖尤其巖爆圍巖孕育演化前兆的監測預警技術主要集中在微震（聲發射）監測上，但該方法在工程現場屬于有損監測，在實現監測的同時也會對圍巖造成破壞，同時監測過程以及分析原理也較為復雜，所以災害仍時有發生。因此提出一種結合局部解危技術開展綜合監測預警研究的方法，成為本領域亟待解決的問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種利用應力釋放孔實現了動力災害解危和監測相結合，無需對圍巖進行二次開孔，具有操作與后期分析簡單、自動化程度高、準確性較高等優點的地下工程動力災害局部解危效應的管波監測方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：該地下工程動力災害局部解危效應的管波監測方法，其特征在于：采用的管波監測系統包括置于應力釋放孔中的管波監測裝置，應力釋放孔開設在圍巖中，在應力釋放孔中注有耦合劑；管波監測裝置包括接收換能器和發射換能器以及同時與接收換能器和發射換能器相連的管波探測儀，管波探測儀位于應力釋放孔外部；

包括如下步驟：

步驟a，在圍巖進行鉆孔作業形成若干應力釋放孔，并對應力釋放孔進行清孔；

步驟b，將管波監測裝置放入應力釋放孔內，并使管波監測裝置中的接收換能器延伸到預定的監測位置；

步驟c，向應力釋放孔內注滿耦合劑，并對應力釋放孔的開口處進行封堵；

步驟d，將接收換能器和發射換能器與管波探測儀連接，開啟管波探測儀，針對當前應力釋放孔進行實時持續監測或進行移動監測，并記錄數據與分析；

步驟e，確定應力釋放孔的解危效果及解危區域；

步驟f，根據解危效果和解危區域判斷是否達到預期的解危強度，如果達到預定的解危強度，執行步驟g，如果未達到預定的解危強度，則進一步對圍巖進行動力災害局部解危；

步驟g，取出管波監測裝置，并放入其他應力釋放孔中進行解危監測，對整個圍巖的解危情況進行監測。

優選的，所述的管波監測裝置還包括管體，所述的接收換能器和發射換能器間隔固定于管體內。

優選的，在管體上開設有導流孔，導流孔穿透管體的管壁使所述耦合劑進入接收換能器和發射換能器之間。

優選的，所述的接收換能器固定在管體一端的端口處。