[发明专利]无损实时磁监测预报深部围岩岩爆的方法

说明书

技术领域

无损实时磁监测预报深部围岩岩爆的方法，属于矿业和岩土工程安全检测与监控技术领域。

背景技术

硬岩巷道或隧道开挖后，遇到的最大问题之一就是岩爆，由于其具有突发性和动力性特点，不但对地下施工的人员和设备构成了直接威胁，而且影响施工进度，还能造成超挖、支护失效，甚至地震。随着地下空间开发与资源开采不断走向深部，岩爆的频度和强度均明显增加，由开挖引起的工程灾害日益严重，安全问题亟待解决，已成为我国未来深部地下工程的一大技术瓶颈问题。

针对上述问题，要保证全过程的安全必须针对岩爆的发生进行事先预防和预警，需要对有岩爆倾向性的围岩区域进行监测监控。目前关于对围岩岩爆的监测监控方法还很少，主要采用声发射(微震)监测方法，但该方法需要布置钻孔安装监测探头，会对围岩产生进一步的损伤和影响，安装监测过程相对繁琐复杂而且费用高，对整个安装质量的要求也较高，监测数据的后期分析复杂和不方便，爆破及工程施工对其监测结果也存在干扰，因此难以满足实际要求，无法实现对围岩岩爆的无损实时监测、监控并预警。

与声发射法相比，利用岩爆倾向性围岩卸荷和加载过程中磁场的变化预测岩爆有很多优点：围岩卸荷、加载及破坏过程的磁场变化明显，通过监测可直接得到剩磁强度或磁化率的数值及变化规律，监测数据直观；实现了真正的无损(非接触)、定位监测。与现有的预报方法相比：更为有效快捷，大大节省现场安装和对监测数据进行分析的工作量，受到外界干扰少，可连续实时监测。

目前有应用压磁应力计测震源应力场的变化过程，从而进行地震的时间、地点、震级的预测报道，也有关于轴压下岩石破裂过程中的剩余磁化强度变化及岩石磁化率的相关研究，目前尚未有关于磁预测、监测监控岩爆的技术报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种操作简便、自动化程度高、监测数据可靠直观的无损实时磁监测预报深部围岩岩爆的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该无损实时磁监测预报深部围岩岩爆的方法，其特征在于：在地下安装磁化率仪、主控计算机和声光报警装置组成的检测装置，磁化率仪的探头置于监测区围岩表面，磁化率仪与主控计算机相连对监测到的磁化率或剩磁强度进行实时记录和分析，主控计算机与声光报警装置相连通信；

无损实时磁监测预报深部围岩岩爆的步骤如下：

步骤1：将磁化率仪探头置于监测区围岩表面，接通电源和开启相应设备，实现磁化率仪、主控计算机及声光报警装置之间的相互通信；

步骤2：通过磁化率仪对围岩进行监测，得到围岩实时的剩磁强度或磁化率数值，通过与主控计算机通信，主控计算机显示数值并进行分析；

步骤3：由主控计算机软件将实时采集的监测数据显示并绘制出图形，由主控计算机软件判断是否达到设定的剩磁强度或磁化率变化阈值，然后确定是否启动声光报警装置发出预警。

设置地下和地面相互通信的两部分，地下部分包括磁化率仪、地下交换机、地下无线路由器和地下移动基站，磁化率仪通过地下交换机与地下无线路由器通过导线连接，地下无线路由器与地下移动基站无线通信相连；

地面监控部分包括地面移动基站、地面无线路由器、地面交换机、主控计算机和声光报警装置，地面移动基站与地面无线路由器无线通信相连，地面无线路由器与地面交换机、主控计算机和声光报警装置通过导线连接；

无损实时磁监测预报深部围岩岩爆的步骤如下：

步骤1：将磁化率仪探头置于监测区围岩表面，将地下交换机与地下无线路由器固定于安全区域并通过导线连接，然后将磁化率仪与地下交换机通过导线连接实现相互通信；

步骤2：沿地下的巷道、竖井或隧道布置安装地下移动基站，在地面布置安装地面移动基站，将地面无线路由器和地面交换机及主控计算机通过导线连接通信；

步骤3：接通电源和开启相应设备，实现磁化率仪、地下交换机、地下无线路由器、地下移动基站、地面移动基站、地面无线路由器、地面交换机、主控计算机及声光报警装置之间的相互通信；

步骤4：通过磁化率仪对围岩进行监测，得到围岩实时的剩磁强度或磁化率数值，通过与主控计算机通信，主控计算机显示数值并进行分析；

步骤5：由主控计算机软件将实时采集的监测数据显示并绘制出图形，由主控计算机软件判断是否达到设定的剩磁强度或磁化率变化阈值，然后确定是否启动声光报警装置发出预警。

与现有技术相比，本发明的无损实时磁监测预报深部围岩岩爆的方法所具有的有益效果是：