据信息的传输优选为无线发送/接收。
[0030] 本发明的恒阻大变形锚索10能够在一定恒阻力的情况下实现大变形能量吸收功 能。同时，本发明的恒阻大变形锚索10具有负泊松效应，能够兼具矿山排土场监测、预警和 加固特性。由于排土场土质松软，因此本发明一实施方式的泥石流监测预警系统在设置时 优选为采取以下工艺：
[0031] 根据现场勘查和潜在滑动面数值计算结果，确定矿山排土场泥石流最佳 监测点位，并确定监测孔的钻孔深度和倾角等参数，其中，监测孔的直径优选为 φ 13 5 ~φ 丨 5 Omm 士 5 mm， 深度优选为30m~70m。
[0032] 由于矿山排土场岩土体松软，钻孔成孔过程中若不采取措施，及易造成塌孔、堵孔 等不良后果。因此，在本发明的一实施方式中，采用"串珠式钻孔法"钻孔：
[0033] 1)如图4所示，在钻孔前期，采用套管81钻进2m，形成监测孔的前段孔，前段孔的 深度为2m，套管81的使用可以有效防止排土场碎石塌孔和堵孔。
[0034] 2)如图5所示，前段孔形成后，采用高压注浆机82通过注浆管83由前段孔的孔底 进行反向高压注浆，使浆液扩散至周边岩体的裂缝区域，形成注浆区91，以达到改善松散岩 土体性能的目的，如此就形成了第一个注浆锚固体，也可称之为"第一段串珠结构"，该结构 的形成有利于下一步钻孔工作的进行。
[0035] 3)如图6所示，待注浆区91浆液充分扩散、凝固后，注浆区91岩土体性能得到改 善，可采用无套管方法继续钻进，在改善后的第一串珠岩体内沿前段孔继续打孔，在注浆区 91内形成监测孔的中段孔。第一段串珠结构使得在注浆区91内打孔变得非常容易，不需要 根管钻进，而且钻进速度大大提尚。
[0036] 4)如图7所示，待钻进穿过第一段串珠体，形成中段孔后，停止钻进，继续采用高 压注浆机82通过注浆管83由中段孔孔底进行反向高压注浆，使浆液扩散至周边区域，形成 第二注浆区92,如此就形成了第二个注浆锚固体，也可称之为"第二段串珠结构"。
[0037] 5)如图8所示，第二注浆区92浆液充分扩散、凝固后，其岩土体性能得到改善，可 采用无套管方法继续钻进；待钻进一段距离形成后段孔后，停止钻进。若所形成的监测孔的 总深度仍未达到要求，可重复步骤4)、5)，直至监测孔的深度达到设计要求。
[0038] 待监测孔形成后，将恒阻大变形锚索10移入监测孔中，如图1所示，恒阻大变形锚 索10的锚固段11位于孔底，自由段12的一个端部伸出监测孔外，将压电式力学传感器20 设置于自由段12伸出监测孔外的端部。
[0039] 在土坡50的坡面51上设置高强防护墩60,为自由段12的端部提供支撑。同时， 可将数据采集及发射装置30设置于高强防护墩60上，使得高强防护墩60即可对恒阻大变 形锚索10提供预应力支撑，又能对压电式力学传感器20和数据采集及发射装置30起到保 护作用。
[0040] 数据采集及发射装置30的作用在于实现压电式力学传感器20数据的无线发送， 将数据无线发送至远离土坡50的无线数据接收装置40,无线数据接收装置40再将接收到 的信息发送至数据分析处理中心70进行自动分析处理，以确定所监测区域的安全预警等 级。
[0041] 本发明的泥石流监测预警方法及系统，主要应用于矿山排土场泥石流监测预警领 域，该系统具有恒阻大变形能量吸收、压电式高精度力学传感器、自动数据采集、自动预警 等特点和排土场松散堆积体上钻孔工艺，实现了矿山排土场泥石流全过程监测-预警-控 制一体化调控功能，大大提高了矿山排土场泥石流监测预警的准确性和科学性。
[0042] 本发明的矿山排土场泥石流监测预警方法及系统基于泥石流发生的力学充分必 要条件，运用先进工艺，采用恒阻大变形锚索穿过泥石流潜在发生面，将压电式力学传感器 采集到的力学信号通过无线通讯方式传输至信息分析处理中心，根据泥石流判断准则，判 定泥石流所处状态，发出预警信息。该矿山排土场泥石流监测预警方法及系统大大提高了 泥石流监测预警的科学性和可靠性，保障了矿山排土场的安全运行。
[0043] 本发明实施例的监测预警系统与恒阻大变形锚索相连接，可以对恒阻大变形锚索 进行动态过程测量并传输数据，即上述监测预警系统不仅可以测得常态下压力及位移的变 化数据，更为重要的是当地质情况发生突然断裂、离层时，恒阻大变形锚索仍能在失稳大变 形后，恢复到一个稳定锚固状态。确保矿山排土场工程安全的同时，又能保证检测系统的连 续性与稳定性运行。
[0044] 使用本发明的矿山排土场泥石流监测预警不仅可以有效的监测到单个锚索的变 化数据，还可以对支护范围内全部区域内监测仪进行实时的有效监测，以利用这些全时态、 实时的监测数据，根据现有突变预测模型对突变进行有效的检测和预测，保障地质安全。所 以本发明不仅能有效的限制突变，而且还能有效的监测和记录区域数据，并且将区域数据 发送至信息处理终端进行汇总分析。
[0045] 除非特别限定，本发明所用术语均为本领域技术人员通常理解的含义。
[0046] 本发明所描述的实施方式仅出于示例性目的，并非用以限制本发明的保护范围， 本领域技术人员可在本发明的范围内作出各种其他替换、改变和改进，因而，本发明不限于 上述实施方式，而仅由权利要求限定。
【主权项】
1. 一种泥石流监测预警系统，包括， 恒阻大变形锚索，设置于监测区域； 压电式力学传感器，用于测量所述恒阻大变形锚索的力学参数； 数据采集及发射装置，以及 数据接收装置； 其中，所述数据采集及发射装置用于采集所述压电式力学传感器测得的信息，并将该 信息发送至所述数据接收装置；所述数据接收装置将接收到的信息发送至数据分析处理中 心进行处理，以确定所述监测区域的安全预警等级。2. 根据权利要求1所述的监测预警系统，其中所述恒阻大变形锚索的最大变形量为 2m 〇3. 根据权利要求1所述的监测预警系统，其中所述恒阻大变形锚索设置于开设在所述 监测区域的坡面上的监测孔内；所述恒阻大变形锚索包括相连接的锚固段和自由段，所述 锚固段位于所述监测孔内，所述自由段的一个端部伸出所述监测孔外。4. 根据权利要求4所述的监测预警系统，其中所述压电式力学传感器设置于所述恒阻 大变形锚索伸出所述监测孔外的所述端部。5. 根据权利要求4所述的监测预警系统，其中在所述坡面上设置有用于支撑所述恒阻 大变形锚索的防护墩，所述数据采集及发射装置设置于所述防护墩。6. -种泥石流监测预警方法，包括， 在泥石流监测区域内开设一监测孔； 将恒阻大变形锚索设置于所述监测孔内，并将所述恒阻大变形锚索与压电式力学传感 器相连，将所述压电式力学传感器与数据采集及发射装置相连，将所述数据采集及发射装 置与数据接收装置相连； 所述恒阻大变形锚索受到外力作用时，所述压电式力学传感器将采集到的力学信号通 过所述数据采集及发射装置传递至所述数据接收装置，所述数据接收装置将接收到的信息 发送至数据分析处理中心进行处理，以确定所述监测区域的安全预警等级。7. 根据权利要求6所述的方法，其中所述监测孔通过如下步骤获得： 在所述泥石流监测区域内采用套管钻进，形成所述监测孔的第一段孔； 自所述第一段孔的孔底对所述第一段孔进行反向高压注浆，使浆液扩散至周边区域， 形成注浆区； 在所述注浆区内形成所述监测孔的第二段孔； 自所述第二段孔的孔底进行反向高压注浆，使浆液扩散至周边区域，形成第二注浆 区； 在所述第二注浆区内形成所述监测孔的第三段孔。8. 根据权利要求6所述的方法，其中所述数据采集及发射装置将接收到的信息通过无 线通讯的方式发送至所述数据接收装置。
【专利摘要】本发明提供了一种泥石流监测预警系统，包括，恒阻大变形锚索，设置于监测区域；压电式力学传感器，用于测量所述恒阻大变形锚索的力学参数；数据采集及发射装置，以及数据接收装置；其中，所述数据采集及发射装置用于采集所述压电式力学传感器测得的信息，并将该信息发送至所述数据接收装置；所述数据接收装置将接收到的信息发送至数据分析处理中心进行处理，以确定所述监测区域的安全预警等级。本发明的泥石流监测预警系统，实现了矿山排土场泥石流全过程监测-预警-控制一体化调控功能，大大提高了矿山排土场泥石流监测预警的准确性和科学性。
【IPC分类】G08B21/10
【公开号】CN105096533
【申请号】CN201510509435
【发明人】何满潮, 陶志刚, 张晓云, 张海江
【申请人】何满潮
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年8月18日