成果介绍
本发明属于矿山开采监测技术领域,公开了一种同源监测的应力和声发射集成传感器、监测方法、安装方法,传感器装置包括声发射探头、放大器、应力传感器、倾角传感器以及线路板;声发射探头包括:压电陶瓷晶体、导向头;压电陶瓷晶体前端面与导向头后端面采用平面接触,且压电陶瓷晶体与后端的放大器一体化;应力传感器包括:液压缸体、弹性体和承压片;液压缸体通过活塞、连接装置连接弹性体,承压片安装在弹性体一侧;线路板通过供电线路连接放大器。本发明摒除单一传感器预警随意性大、准确性差的技术难题,提出集成传感器的思路,将力学和声学监测方法集成于统一的传感器,实现多源信息的耦合监测,提高预警的准确性。
目前,对于地下开采而言,在原生应力、开采扰动应力和岩体结构的综合影响下,超过矿体或围岩自身强度后,矿岩体发生失稳破坏,引起不同程度的地压活动,直接威胁矿山回采的安全性。目前矿山开采围岩稳定性监测的主要方法包括应力监测、位移监测、声发射监测和微震监测,对于硬岩矿山常采用应力、声发射、微震等监测方法。
成果亮点
本发明属于矿山开采监测技术领域,尤其涉及一种同源监测的应力和声发射集成传感器、监测方法、安装方法。
通过利用钻孔应力计、表面应力计和包体应力计(应变式)等主要方法对开采过程中施加于矿岩之上的应力(包含原生应力和扰动应力)进行测试,随着应力变化,监测设备显示不同的测量值。当测量值超过先前设定于传感器上的阈值之后,传感器开始报警,从而实现地压活动的超前预警。但从岩体受压破裂的机理分析,矿岩破坏与自身强度、外载荷、岩体结构及所处环境均有较大的关联性,不同矿岩体强度不同,不同矿山岩性及岩体结构千差万别,统一设定的应力极限阈值并不是其真正的破坏临界应力。所以利用极限应力阈值预警地压并无明确的理论依据,具有较大的不确定性,往往造成预警失败。
声发射监测的原理是岩体破裂产生的弹性波被传感器接受,通过对声发射次数、能量以及波形进行分析,对比实验室得到的岩石破裂声发射指标变化规律,从而实现岩体破坏声发射信息预警。现场多依靠声发射次数、频度以及能量的大小等综合判断结果实施预警。
团队介绍
MapStar 创新团队最初目地是为GIS专业本科生参加全国大学生软件开发竞赛培养人才,后来逐步与指导教师的研究方向相结合,在培养人才的基础上,围绕具体研究目标,充分利用团队的力量,开展GIS技术和应用创新探索。随着团队规模的扩大和影响力的增强,吸引了越来越多外专业学生加入了该团队,建成了一个面向本科生的开放包容的多学科集成创新平台。团队成员们一起学习,共同成长。
成果资料
产业化落地方案