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申请/专利权人：河南理工大学;河南焦煤能源有限公司

摘要：本发明公开了一种用于围岩位移的精确监测系统和监测方法，属于煤矿安全技术领域；监测系统包括通过无线通信模块连接的井下现场数据采集处理系统和井上中央监控系统，井下现场数据采集处理系统包括现场数据处理模块、现场监测设备、传感器装置、现场数据显示模块和报警模块，现场监测设备包括多光源激光测距仪和顶板离层检测仪，传感器装置包括多个顶板离层位移传感器，并间隔均匀分布在顶板离层检测仪的正上方。本发明的监测方法中通过现场监测设备和传感器装置即可实现较少监测设备的围岩应力变化分析计算，且通过多光源激光测距仪、顶板离层检测仪的点直接测量计算使得系统大大提高了监控巷道的工作效率、监控的准确率与精度。

主权项：1.一种用于围岩位移的精确监测方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、布置井下现场数据采集处理系统：井下现场数据采集处理系统包括现场数据处理模块、现场监测设备、传感器装置、现场数据显示模块和报警模块，其中现场监测设备包括多光源激光测距仪（1）和顶板离层检测仪（2），顶板离层检测仪（2）设置在巷道（5）的顶部，多光源激光测距仪（1）竖直固定在巷道（5）的一帮，巷道（5）的另一帮竖直固定有定位板（3），且多光源激光测距仪（1）与定位板（3）在水平方向上的位置对应；传感器装置包括多个顶板离层位移传感器（4），并间隔均匀分布在顶板离层检测仪（2）的正上方；S2、采集围岩形变前的井下现场数据：现场数据处理模块接收现场监测设备和传感器装置采集到的围岩形变前井下现场数据，并进行分析计算，围岩形变前的井下现场数据包括激光测距监测数据和顶板离层监测数据；激光测距监测数据包括：多光源激光测距仪（1）与巷道（5）巷帮之间的距离为a1，定位板（3）与巷道（5）巷帮之间的距离为a2，顶板离层检测仪（2）底部与巷道（5）巷顶之间的距离为b1；多光源激光测距仪（1）与顶板离层检测仪（2）的距离为P0，与巷道底板中心的距离为Q0，与巷道另一帮定位板（3）的距离为l；多光源激光测距仪（1）与顶板离层检测仪（2）的夹角为α，与巷道底板中心的夹角为β；经计算得到：多光源激光测距仪（1）处测定的巷道宽度为：X=a1+a2+l，顶板离层检测仪（2）底部与巷道（5）巷底之间的高度为：Y=b1+h，其中顶板离层检测仪（2）底部与巷道（5）巷底之间的距离为h，h=P0sinα+Q0sinβ；顶板离层监测数据包括：多个顶板离层位移传感器（4）的位置自下而上依次为A1、A2、A3；S3、采集围岩形变后的井下现场数据并进行分析计算：现场数据处理模块接收现场监测设备和传感器装置采集到的围岩形变后井下现场数据，并进行快速差值计算，围岩形变后的井下现场数据包括激光测距监测数据、顶板离层监测数据和围岩应力变化数据；激光测距监测数据包括：多光源激光测距仪（1）与顶板离层检测仪（2）之间的测量值为P1，与巷道底板中心之间的测量值为Q1，与巷道另一帮定位板（3）之间的测量值为l1；多光源激光测距仪（1）与顶板离层检测仪（2）的夹角测量值为α1，与巷道底板中心的夹角测量值为β1；经计算得到：顶板离层检测仪（2）底部与巷道（5）巷底之间的测量值为h1，h1=P1sinα1+Q1sinβ1；顶板离层监测数据包括：顶板各基点处的顶板离层位移传感器（4）读数为ΔA1、ΔA2、ΔA3；围岩应力变化数据包括：巷道两帮位移量为：ΔX=l-l1，巷道（5）的左帮位移量为：ΔX1=P0cosα-P1cosα1；巷道（5）的右帮位移量为：ΔX2=l1-ΔX1=l1-（P0cosα-P1cosα1）；顶板离层量为：ΔA=ΔA1+ΔA2+ΔA3；底板底鼓量为：ΔW=Y-ΔA-h1-b1=P0sinα+Q0sinβ-（ΔA1+ΔA2+ΔA3）-（P1sinα1+Q1sinβ1）；S4、根据围岩应力变化分析计算结果进行现场数据显示和风险预警：根据现场数据处理模块的分析计算结果，分别通过现场数据显示模块和报警模块对围岩应力变化数据进行数据显示和风险预警。

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