一种巷道围岩安全状态的检测方法

1.本发明涉及一种巷道围岩安全监测领域，具体涉及一种巷道围岩安全状态的检测方法。


背景技术：

2.近年来，随着采掘设备智能化水平的快速提高，针对巷道围岩覆盖区域内的作业安全的要求也越来越高。相应地，巷道围岩安全状态的检测，已经成为了人们研究的重要方向之一。
3.目前，巷道围岩的安全状态通常采用进行回归分析的方式确定，其中，以震速峰值为基础的回归分析方式成为了主要检测方式，而该检测方式由于数据过于单一，所以存在很大的监测盲区，大大降低了巷道围岩安全状态的检测结果的准确性和可靠性。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本发明提供了一种巷道围岩安全状态的检测方法，可以实现巷道围岩情况的点监测，从而可以较为准确的实现巷道围岩安全状态的预测，可靠性高。
5.为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种巷道围岩安全状态的检测方法，基于巷道围岩与巷道支护之间的金属编织网的变形位移参数、以及金属编织网受到的压力参数的变化情况实现巷道围岩安装状态的预测，具体包括如下步骤：s1、在巷道围岩与巷道支护之间布置一双面带薄膜式压力传感器层的金属编织网，并使得金属编织网的两面分别与巷道围岩和巷道支护相抵；s2、基于巷道的岩石力学参数、巷道的三维尺寸参数构建巷道的三维模型，通过对三维模型的仿真分析获取当前巷道各个监测点的最大可承受变形位移参数，并基于巷道支护的材料参数、三维尺寸参数构建巷道支护的三维模型，通过对三维模型的仿真分析获取当前巷道支护各个监测点的最大可以承受的压力参数；s3、基于各个监测点的最大可承受变形位移参数、各个监测点的最大可以承受的压力参数设置预警阀值；s4、基于金属编织网的变形位移参数、以及金属编织网受到的压力参数以及预警阀值实现巷道围岩安装状态的预测。
6.进一步地，所述金属编织网包括金属编织本体、包裹设置在金属编织网本体表面的薄膜式压力传感层，呈薄膜式压力传感层-金属编织网-薄膜式压力传感层的夹层结构。
7.进一步地，所述薄膜式压力传感层包括保护套及通过魔术贴安装在保护套内的若干薄膜式传感器，每一个薄膜式传感器内均配置三维姿态传感器，用于实现薄膜式压力传感器每一个点所在的坐标参数的实时反馈，基于坐标参数的变化情况可以推算出金属编织网的变形位移参数。
8.进一步地，为了快速定位发生压力参数变化的监测点，所述薄膜式压力传感器为
每一个点配置一带有不同身份编码的无线通讯模块，所有采集到的压力参数均携带有所述的身份编码。
9.进一步地，还包括：基于红外线光幕组实现巷道的三维尺寸参数、巷道支护三维尺寸参数的定时采集，从而实现各个监测点的最大可承受变形位移参数、各个监测点的最大可以承受的压力参数的适应性调整的步骤。
10.进一步地，还包括：将采集到的落入阀值内的金属编织网的变形位移参数和/金属编织网受到的压力参数标记到巷道的三维模型、巷道支护的三维模型上的步骤。
11.进一步地，还包括：读取落入阀值内的金属编织网的变形位移参数和/金属编织网受到的压力参数对应的监测点的位置参数，生成对应的导航路线的步骤。
12.本发明具有以下有益效果：基于双面带薄膜式压力传感器层的金属编织网对金属编织网的变形位移参数、以及金属编织网受到的压力参数的变化情况的采集，可以实现巷道围岩情况的点监测，从而可以较为准确的实现巷道围岩安全状态的预测。
13.基于红外线光幕组实现巷道的三维尺寸参数、巷道支护三维尺寸参数的定时采集，从而实现各个监测点的最大可承受变形位移参数、各个监测点的最大可以承受的压力参数的适应性调整的步骤的设计，进一步保证了预测结果的准确性，同时也可以及时的发现巷道支护呈内陷式的变形。
14.通过薄膜式压力传感层结构的优化设计，可以实现其局部部件的替换操作，从而方便后期的系统维护。
附图说明
15.图1为本发明实施例1一种巷道围岩安全状态的检测方法的流程图。
16.图2为本发明实施例2一种巷道围岩安全状态的检测方法的流程图。
17.图3为本发明实施例3一种巷道围岩安全状态的检测方法的流程图。
具体实施方式
18.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
19.实施例1一种巷道围岩安全状态的检测方法，包括如下步骤：s1、在巷道围岩与巷道支护之间布置一双面带薄膜式压力传感器层的金属编织网，并使得金属编织网的两面分别与巷道围岩和巷道支护相抵；s2、获取各个监测点的最大可承受变形位移参数和巷道支护各个监测点的最大可以承受的压力参数；具体地，基于巷道的岩石力学参数、巷道的三维尺寸参数构建巷道的三维模型，通过ansys有限元分析软件对三维模型的仿真分析获取当前巷道各个监测点的最大可承受变形位移参数，并基于巷道支护的材料参数、三维尺寸参数构建巷道支护的三维模型，通过ansys有限元分析软件对三维模型的仿真分析获取当前巷道支护各个监测点的
最大可以承受的压力参数；s3、基于各个监测点的最大可承受变形位移参数、各个监测点的最大可以承受的压力参数设置预警阀值；一般地，预警阀值均设计为区间，最大可承受变形位移参数和最大可以承受的压力参数分别作为一个区间的中间值；s4、基于金属编织网的变形位移参数、以及金属编织网受到的压力参数以及预警阀值实现巷道围岩安装状态的预测。
20.本实施例中，所述金属编织网包括金属编织本体、包裹设置在金属编织网本体表面的薄膜式压力传感层，呈薄膜式压力传感层-金属编织网-薄膜式压力传感层的夹层结构，所述薄膜式压力传感层包括保护套及通过魔术贴安装在保护套内的若干薄膜式传感器，每一个薄膜式传感器内均配置三维姿态传感器，用于实现薄膜式压力传感器每一个点所在的坐标参数的实时反馈，基于坐标参数的变化情况可以推算出金属编织网的变形位移参数，优选地，薄膜式压力传感层上可以配置若干通孔，用于实现巷道围岩岩石的取样等操作。
21.为了快速定位发生压力参数变化的监测点，本实施例中，所述薄膜式压力传感器为每一个点配置一带有不同身份编码（一般直接采用其所在的位点，比如1号点、2号点这样，便于管理人员快速定位）的无线通讯模块，所有采集到的压力参数均携带有所述的身份编码。
22.实施例2一种巷道围岩安全状态的检测方法，包括如下步骤：s1、在巷道围岩与巷道支护之间布置一双面带薄膜式压力传感器层的金属编织网，并使得金属编织网的两面分别与巷道围岩和巷道支护相抵；s2、获取各个监测点的最大可承受变形位移参数和巷道支护各个监测点的最大可以承受的压力参数；具体地，基于巷道的岩石力学参数、巷道的三维尺寸参数构建巷道的三维模型，通过ansys有限元分析软件对三维模型的仿真分析获取当前巷道各个监测点的最大可承受变形位移参数，并基于巷道支护的材料参数、三维尺寸参数构建巷道支护的三维模型，通过ansys有限元分析软件对三维模型的仿真分析获取当前巷道支护各个监测点的最大可以承受的压力参数；s3、基于各个监测点的最大可承受变形位移参数、各个监测点的最大可以承受的压力参数设置预警阀值；一般地，预警阀值均设计为区间，最大可承受变形位移参数和最大可以承受的压力参数分别作为一个区间的中间值；s4、基于金属编织网的变形位移参数、以及金属编织网受到的压力参数以及预警阀值实现巷道围岩安装状态的预测；s5、基于红外线光幕组实现巷道的三维尺寸参数、巷道支护三维尺寸参数的定时采集，从而实现各个监测点的最大可承受变形位移参数、各个监测点的最大可以承受的压力参数的适应性调整；具体地，此处的巷道的三维尺寸参数是指裸露在外的那部分巷道围岩的三维尺寸参数，该参数主要是用来配合巷道支护三维尺寸参数来实现巷道支护水平位移情况的判定的，而巷道支护三维尺寸数据还可以用来实现巷道支护呈内陷式的变形情况的监测，系统中可相应配置计算算法。
23.本实施例中，所述金属编织网包括金属编织本体、包裹设置在金属编织网本体表
面的薄膜式压力传感层，呈薄膜式压力传感层-金属编织网-薄膜式压力传感层的夹层结构，所述薄膜式压力传感层包括保护套及通过魔术贴安装在保护套内的若干薄膜式传感器，每一个薄膜式传感器内均配置三维姿态传感器，用于实现薄膜式压力传感器每一个点所在的坐标参数的实时反馈，基于坐标参数的变化情况可以推算出金属编织网的变形位移参数，优选地，薄膜式压力传感层上可以配置若干通孔，用于实现巷道围岩岩石的取样等操作。
24.为了快速定位发生压力参数变化的监测点，本实施例中，所述薄膜式压力传感器为每一个点配置一带有不同身份编码（一般直接采用其所在的位点，比如1号点、2号点这样，便于管理人员快速定位）的无线通讯模块，所有采集到的压力参数均携带有所述的身份编码。
25.实施例3一种巷道围岩安全状态的检测方法，包括如下步骤：s1、在巷道围岩与巷道支护之间布置一双面带薄膜式压力传感器层的金属编织网，并使得金属编织网的两面分别与巷道围岩和巷道支护相抵；s2、获取各个监测点的最大可承受变形位移参数和巷道支护各个监测点的最大可以承受的压力参数；具体地，基于巷道的岩石力学参数、巷道的三维尺寸参数构建巷道的三维模型，通过ansys有限元分析软件对三维模型的仿真分析获取当前巷道各个监测点的最大可承受变形位移参数，并基于巷道支护的材料参数、三维尺寸参数构建巷道支护的三维模型，通过ansys有限元分析软件对三维模型的仿真分析获取当前巷道支护各个监测点的最大可以承受的压力参数；s3、基于各个监测点的最大可承受变形位移参数、各个监测点的最大可以承受的压力参数设置预警阀值；一般地，预警阀值均设计为区间，最大可承受变形位移参数和最大可以承受的压力参数分别作为一个区间的中间值；s4、基于金属编织网的变形位移参数、以及金属编织网受到的压力参数以及预警阀值实现巷道围岩安装状态的预测；s5、将采集到的落入阀值内的金属编织网的变形位移参数和/金属编织网受到的压力参数标记到巷道的三维模型、巷道支护的三维模型上；s6、读取落入阀值内的金属编织网的变形位移参数和/金属编织网受到的压力参数对应的监测点的位置参数，生成对应的导航路线；具体地，系统会根据当前移动终端读取到的地理位置信息为起点坐标落入阀值内的金属编织网的变形位移参数和/金属编织网受到的压力参数对应的监测点的位置参数为终点生成对应的导航路线，到达目的后，用户通过三维模型上标记所在的位置，可以快速获取到出现异常的监测点所在的位置。
26.本实施例中，所述金属编织网包括金属编织本体、包裹设置在金属编织网本体表面的薄膜式压力传感层，呈薄膜式压力传感层-金属编织网-薄膜式压力传感层的夹层结构，所述薄膜式压力传感层包括保护套及通过魔术贴安装在保护套内的若干薄膜式传感器，每一个薄膜式传感器内均配置三维姿态传感器，用于实现薄膜式压力传感器每一个点所在的坐标参数的实时反馈，基于坐标参数的变化情况可以推算出金属编织网的变形位移参数，优选地，薄膜式压力传感层上可以配置若干通孔，用于实现巷道围岩岩石的取样等操作。
27.为了快速定位发生压力参数变化的监测点，本实施例中，所述薄膜式压力传感器为每一个点配置一带有不同身份编码（一般直接采用其所在的位点，比如1号点、2号点这样，便于管理人员快速定位）的无线通讯模块，所有采集到的压力参数均携带有所述的身份编码。
28.以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。