[發明專利]一種探測邊坡穩定性的裝置與方法

在審

• 申請號: 202111263623.4
• 申請日: 2021-10-28
• 公開（公告）號: CN114047316A
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 李福平;王桂林
• 申請（專利權）人: 中國神華能源股份有限公司哈爾烏素露天煤礦
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01N13/04;G01N15/08;G01K13/00;G01C9/00
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標代理有限公司 11012
• 代理人: 劉銳

本發明公開了一種探測邊坡穩定性的裝置與方法，其裝置包括：探測孔，在每一探測孔內沿深度方向布置傳感器陣列，傳感器陣列包括多個溫度傳感器和多個傾角傳感器；上位機，采集傳感器陣列的檢測數據；根據溫度傳感器的檢測數據確定探測孔不同深度的溫度值，將溫度值變化范圍超過預設溫度變化范圍的溫度傳感器所在位置設為入滲區以識別滲流通道；根據傾角傳感器的檢測數據確定探測孔不同深度的傾斜角度，將傾斜角度變化范圍超過預設傾斜角度范圍的傾角傳感器所在位置設為疑似軟弱夾層區；根據疑似軟弱夾層區內的滲流通道的空間分布信息，確定軟弱夾層區。以上方案能夠快速、準確、高效地判識邊坡內部滲流通道與軟弱夾層位置，且成本低、簡單易實現。

技術領域

本發明涉及巖土工程技術領域，具體地，涉及一種探測邊坡穩定性的裝置與方法。

背景技術

隨著露天礦山開采持續向深部、高強度、大規模方向發展，邊坡失穩災害已成為露天礦山發生頻度最高的災害類型，對礦山安全高效生產、作業工人的生命安全構成嚴重威脅。影響露天礦山邊坡穩定性的主要內因和外因通常為軟弱夾層和滲流作用。露天礦山邊坡巖體中普遍賦存著由粘土頁巖、軟質凝灰巖、泥灰巖、滑石片巖以及含有巖鹽或石膏等成分構成的軟弱夾層。軟弱夾層具有強度低、密度小、變形量大的特點，往往成為礦山邊坡的潛在滑動面，對礦山過程邊坡和終了邊坡的穩定性起著控制作用。同時，軟弱夾層也是水的良好的滲流通道，水巖作用加劇了夾層本身的力學性能的劣化，使軟弱夾層的流變特性愈發明顯。因此，準確探測邊坡軟弱夾層與滲流通道對礦山邊坡穩定性評價和安全施工有至關重要的作用。因此，需要對邊坡軟弱夾層與滲流通道進行探測，以確定邊坡的穩定性。目前的軟弱夾層探測和滲流通道探測選擇如下方式：

軟弱夾層探測：由于軟弱夾層往往是鉆探中容易丟失的層位，采用鉆探方式判識軟弱夾層位置十分困難。而如電阻率測井、感應測井、自然伽馬測井、聲波陣列測井等地球物理測井技術識別軟弱夾層的方法中，依靠單一測井曲線判別弱層存在較大誤差，必須綜合多種測井方法來提高識別探測效果，就導致探測方式復雜化。

滲流通道探測：通常采用觀測孔、測壓管以及滲壓計等壓力探測法進行感知，但由于布置斷面間距較大，存在測量分辨率低、成本較高等缺陷。

如何高效、精準地探測露天礦山邊坡軟弱夾層與滲流通道目前仍是一個亟待解決的技術難題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是現有邊坡穩定性探測方法存在的施工復雜和準確性低，為此，本發明提出了一種探測邊坡穩定性的裝置與方法。

針對上述技術問題，本發明提供如下技術方案：

本發明一些實施例中提供一種探測邊坡穩定性的裝置，包括：

探測孔，確定邊坡探測區域后，自坡頂至坡角布置多條監測線，每條所述監測線上布設多個探測孔，每一所述探測孔的深度達基巖面以下；

傳感器陣列，在每一所述探測孔內沿深度方向布置傳感器陣列，所述傳感器陣列包括多個溫度傳感器和多個傾角傳感器；

上位機，采集所述傳感器陣列的檢測數據；根據溫度傳感器的檢測數據確定探測孔不同深度的溫度值，將溫度值變化范圍超過預設溫度變化范圍的溫度傳感器所在位置設為入滲區以識別滲流通道；根據傾角傳感器的檢測數據確定探測孔不同深度的傾斜角度，將傾斜角度變化范圍超過預設傾斜角度范圍的傾角傳感器所在位置設為疑似軟弱夾層區；根據疑似軟弱夾層區內的滲流通道的空間分布信息，確定軟弱夾層區。

本發明一些實施例中提供的探測邊坡穩定性的裝置：

所述監測線采用主-輔剖面法布設，所述主監測線位于邊坡探測區域的中部，所述主監測線的兩側布設輔助監測線，在每條監測線上布設若干個探測孔，所述主監測線上所述探測孔的數目不少于3個。

本發明一些實施例中提供的探測邊坡穩定性的裝置：