[發(fā)明專利]相似實驗巖體形變監(jiān)測數(shù)據(jù)獲取方法、系統(tǒng)及設(shè)備

在審

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• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111912377A
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝承煜;李玉豪;倪洲;陳紫陽;曹杰;巢磊;張孝強;劉國軍;石東平;王新豐;何利文
• 申請（專利權(quán)）人: 湘潭大學(xué)
• 主分類號: G01B21/32
• 分類號: G01B21/32
• 代理公司: 北京細軟智谷知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11471
• 代理人: 岳鳳羽

本發(fā)明涉及一種相似實驗巖體形變監(jiān)測數(shù)據(jù)獲取方法、系統(tǒng)及設(shè)備，屬于露天轉(zhuǎn)地下開采采礦技術(shù)領(lǐng)域，通過在待監(jiān)測表面均勻涂抹石膏，使得巖體形變曲線更明顯，便于研究人員準確識別巖體變形，從而進行觀察和分析變形現(xiàn)象。通過設(shè)置用于固定應(yīng)變片所接信號線的鐵絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)，使得應(yīng)變片布置更加穩(wěn)定，不易受信號線的干擾，減小了實驗誤差。通過應(yīng)變片的貼合順序及鐵絲網(wǎng)的移動順序的設(shè)置，使得應(yīng)變片貼合更加順利。通過采用鞭炮模擬了地下爆破對露天階梯采場的振動作用，可用于研究地下爆破對露天階梯采場穩(wěn)定性的影響規(guī)律。本發(fā)明中的用于固定應(yīng)變片所接信號線的鐵絲網(wǎng)具有較好的可重復(fù)性，可重復(fù)使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于露天轉(zhuǎn)地下開采采礦技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種相似實驗巖體形變監(jiān)測數(shù)據(jù)獲取方法、系統(tǒng)及設(shè)備。

背景技術(shù)

隨著我國采礦業(yè)的不斷發(fā)展、開采技術(shù)不斷進步，越來越多的露天礦山開始轉(zhuǎn)向地下開采，從而提高礦產(chǎn)資源利用效率。在露天轉(zhuǎn)地下礦山的地下開采工程中，由于其上部(地表)是露天開采后留下的階梯采場，且在地下開采過程時，露天階采場往往還處于被使用狀態(tài)，還肩負著部分生產(chǎn)任務(wù)，如運輸任務(wù)。所以如何保證地表階梯采場的穩(wěn)定是露天轉(zhuǎn)地下開采過程中至關(guān)重要的一點。而露天轉(zhuǎn)地下開采相似實驗巖體穩(wěn)定性作為保證地表階梯采場的穩(wěn)定的重要一環(huán)，受到越來越多的科研人員的關(guān)注。

現(xiàn)有技術(shù)中，關(guān)于露天轉(zhuǎn)地下開采相似實驗巖體穩(wěn)定性的研究中，通常采用的監(jiān)測巖體變形的方法為：攝像機拍攝和鋪設(shè)應(yīng)變片相結(jié)合的監(jiān)測方法，其中的攝像機適用于變形(裂隙)較大的監(jiān)測情況，應(yīng)變片用于巖體中的小應(yīng)變監(jiān)測。該方法主要通過在相似巖體的附近擺設(shè)高速攝像機和在巖體表面布置應(yīng)變片并結(jié)合信號處理裝置，實現(xiàn)對巖體變形的監(jiān)測目的。

但是，該方法存在下述問題：通過攝像機拍攝的圖片通過肉眼判斷巖體變形，由于相似模型巖體大多為砂、重晶石、水泥等材料筑成，其表面較為粗糙且顏色暗淡，使得在觀察變形時，常常會遺漏某些細微的變形曲線，如下沉曲線。因此，如何準確識別巖體變形，提升實驗精度，成為現(xiàn)有技術(shù)中亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了至少解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種相似實驗巖體形變監(jiān)測數(shù)據(jù)獲取方法、系統(tǒng)及設(shè)備。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

一方面，一種相似實驗巖體形變監(jiān)測數(shù)據(jù)獲取方法，應(yīng)用于露天轉(zhuǎn)地下開采，包括：

根據(jù)預(yù)設(shè)相似比的模型及預(yù)設(shè)尺寸，砌筑相似實驗巖體；

在所述相似實驗巖體風(fēng)干后，拆除所述模型，獲取目標實驗巖體；

確定所述目標實驗巖體的待監(jiān)測表面，在所述待監(jiān)測表面均勻涂抹石膏；

基于預(yù)設(shè)應(yīng)變片布置位置，在所述待監(jiān)測表面布置應(yīng)變片；

基于預(yù)設(shè)規(guī)則，在所述目標實驗巖體上布置模擬爆破裝置；

根據(jù)設(shè)置規(guī)則，設(shè)置攝像機、爆破振動傳感器和應(yīng)變收集器；

觸發(fā)所述模擬爆破裝置，通過所述攝像機采集所述待監(jiān)測表面的圖片，通過所述爆破振動傳感器采集爆破振動參數(shù)，通過所述應(yīng)變采集器采集所述應(yīng)變片的參數(shù)。

可選的，在所述待監(jiān)測表面均勻涂抹石膏，之后，還包括：在所述石膏風(fēng)干到預(yù)設(shè)程度后，用砂紙對石膏表面進行磨平。

可選的，所述基于預(yù)設(shè)應(yīng)變片布置位置，在所述待監(jiān)測表面布置應(yīng)變片，包括：

在距離所述目標實驗巖體的表面預(yù)設(shè)距離處，設(shè)置絲網(wǎng)，所述絲網(wǎng)上設(shè)置有分別可以在縱向和豎向移動的橫絲和豎絲；所述橫絲和所述豎絲的根數(shù)分別為至少2根；

若所述待監(jiān)測表面為所述目標實驗巖體的前面和后面，則分別按照由上至下的規(guī)則和由兩邊到中間的規(guī)則，將橫向應(yīng)變片和豎向應(yīng)變片貼在所述待監(jiān)測表面，并將所述橫向應(yīng)變片的信號線和豎向應(yīng)變片的信號線分別纏繞在所述橫絲和豎絲上。