围岩失稳声光电集成监测系统及其监测方法

摘要

本发明公开了一种围岩失稳声光电集成监测系统及其监测方法，其监测系统包括对同一个钻孔内壁的围岩损伤情况分次进行监测的光学钻孔窥视仪、声发射装置和钻孔应力计以及与三者均相接的控制接收器。其监测方法包括以下步骤：一、在巷道帮上钻孔；二、监测：先用光学钻孔窥视仪对钻孔内壁进行监测，再用声发射装置对钻孔内壁进行进一步监测，之后用光学钻孔窥视仪对钻孔内壁进行第二次监测，最后用钻孔应力计对钻孔内壁的围岩应力进行监测；三、汇总所有监测结果，对围岩损伤失稳状况进行辨析。本发明设计合理且使用操作简便、监测结果准确，能有效解决现有单一监测手段所出现的精度不高、数据失真，某些特定环境下甚至导致监测失效等实际问题。

主权项

一种利用围岩失稳声光电集成监测系统进行监测的方法，所采用的围岩失稳声光电集成监测系统包括对预先在煤矿掘进巷道(14)或采煤工作面用巷道的巷道帮上所钻取的同一个钻孔(1)内壁的围岩损伤情况分次进行监测的光学钻孔窥视仪(2)、声发射装置(3)和钻孔应力计(4)，以及布设在钻孔(1)外侧的所述煤矿掘进巷道(14)或采煤工作面用巷道中对应测点(13)上的控制接收器(5)；所述钻孔窥视仪(2)、声发射装置(3)和钻孔应力计(4)均接对三者所监测结果进行汇总并显示的控制接收器(5)；所述采煤工作面用巷道包括采煤工作面机巷(7)和采煤工作面风巷(8)两个巷道，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤一、钻孔：巷道掘进过程中，通过钻机在滞后迎头的煤矿掘进巷道(14)的巷道帮上钻取一个钻孔(1)；或者采煤过程中，通过钻机在煤壁即采煤工作面(12)前方的采煤工作面用巷道的巷道帮上钻取多个钻孔(1)；所述钻孔(1)的深度在15m以内；步骤二、监测：对所述一个钻孔(1)进行综合监测，或者同时所述多个钻孔(1)分别进行综合监测，对其中任一个钻孔(1)而言，其综合监测过程如下：201、通过光学钻孔窥视仪(2)对被监测钻孔(1)的内壁即孔壁进行详细监测，并将监测结果传至控制接收器(5)进行同步显示和记录，通过控制接收器(5)所显示的光学钻孔窥视仪(2)的监测结果，初步判断钻孔(1)的内壁是否有损伤和坍塌现象，同时对所述内壁上所产生的裂隙进行相关煤岩体受力状况分析；202、用声发射装置(3)对钻孔(1)的内壁进行进一步监测，并将监测结果传至控制接收器(5)进行同步显示并记录，通过控制接收器(5)所显示的声发射装置(3)的监测结果，初步判断围岩在应力作用下细观损伤破坏的早期信息；203、通过光学钻孔窥视仪(2)对钻孔(1)的内壁进行第二次详细 监测，并将监测结果传至控制接收器(5)进行同步显示和记录，同时将光学钻孔窥视仪(2)的本次监测结果与第一步中控制接收器(5)所记录的监测结果结合进行分析比较，判断钻孔(1)的内壁所受内力的大小以及钻孔(1)内部煤岩体的损伤破坏程度；204、通过钻孔应力计(4)对钻孔(1)内壁的围岩应力进行监测，并将监测结果传至控制接收器(5)进行同步显示并记录，同时结合第一步至第三步中控制接收器(5)所记录的光学钻孔窥视仪(2)的两次监测结果以及声发射装置(3)的监测结果进行综合分析并记录钻孔(1)的综合监测结果；步骤三、综合分析判断：汇总步骤二中所述控制接收器(5)所记录的所述一个钻孔(1)的综合监测结果，或者所述多个钻孔(1)的所有综合监测结果，即可相应对步骤一中所述煤矿掘进巷道(14)或采煤工作面用巷道所处被采空地带当前的围岩损伤失稳状况进行准确辨析，继而准确预测预报所述被采空地带煤岩体的赋存情况。