CN114383717B - 冲击地压巷道安全监测方法及装置 - Google Patents

冲击地压巷道安全监测方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种冲击地压巷道安全监测方法及装置，该方法包括将监测到的冲击地压发生过程中巷道围岩的震动速度、应变和应力与巷道围岩失稳的临界值比较，确定巷道围岩的稳定性；将监测到的冲击地压发生过程中位于巷道表层的第一支护结构的受力和形变与第一支护结构失稳的临界值比较，确定第一支护结构的稳定性；将监测到的冲击地压发生过程中位于巷道内部空间的第二支护结构的受力和形变与第二支护结构失稳的临界值比较，确定第二支护结构的稳定性；根据围岩、第一支护结构以及第二支护结构的稳定性确定巷道安全等级，并基于巷道安全等级确定巷道安全补充措施，综合评估巷道围岩及支护结构的稳定性，实现巷道支护设计的动态优化。

Description

冲击地压巷道安全监测方法及装置
技术领域
本发明涉及煤矿开采技术领域，尤其涉及一种冲击地压巷道安全监测方法及装置。
背景技术
巷道冲击地压发生的次数约占冲击地压总数85％，其中回采巷道在巷道冲击地压中的占比最高，由于回采巷道受超前采动应力的影响，回采巷道受到的冲击能量和频次通常更大，围岩破坏也较为严重。
为了进一步加强冲击地压灾害防控力度，重点强调冲击地压巷道要强支护和强防护，个别矿区锚杆与锚索联合支护改为全锚索支护，同时又增设了“O”型棚、防冲支架等进行辅助支护，支护强度的不断提高，大大增加了冲击地压矿井的生产成本。即使实施了多种防冲手段，仍未达到预期防冲效果，这主要是由于重视防冲措施，但防冲措施的有效性未能得到监测评估，现有理论分析、数值计算等手段仍不能得出支护系统与冲击震源能量间的定量关系，导致冲击地压巷道支护系统设计具有很大的盲目性，支护设计仍以经验为主。最终，支护系统不适应冲击地压巷道冲击载荷和能量而失效，巷道出现坍塌、冒顶，甚至闭合。
发明内容
本发明提供一种冲击地压巷道安全监测方法及装置，用以解决现有技术中巷道支护系统设计具有盲目性，巷道易出现坍塌、冒顶、闭合的缺陷，实现对支护系统可靠性的验证，以及巷道的支护设计的优化，提高巷道的安全性。
本发明提供一种冲击地压巷道安全监测方法，包括：
将监测到的冲击地压发生过程中巷道围岩的震动速度、应变和应力与所述巷道围岩失稳的临界值比较，确定所述巷道围岩的稳定性；
将监测到的冲击地压发生过程中第一支护结构的受力和形变与所述第一支护结构失稳的临界值比较，确定所述第一支护结构的稳定性；其中，所述第一支护结构位于巷道表层；
将监测到的冲击地压发生过程中第二支护结构的受力和形变与所述第二支护结构失稳的临界值比较，确定所述第二支护结构的稳定性；其中，所述第二支护结构位于巷道内部空间；
根据所述围岩的稳定性、所述第一支护结构的稳定性以及所述第二支护结构的稳定性确定巷道安全等级，并基于所述巷道安全等级确定巷道安全补充措施。
根据本发明提供的一种冲击地压巷道安全监测方法，所述将监测到的冲击地压发生过程中巷道围岩的震动速度、应变和应力与所述巷道围岩失稳的临界值比较，确定所述巷道围岩的稳定性包括：
通过在距离巷道四周表面一定距离处设置震动传感器、光纤光栅多点位移计和应力计，监测巷道围岩的震动场、变形场和应力场，确定冲击地压发生过程中巷道围岩的震动速度、应变和应力；
将所述巷道围岩的震动速度、应变和应力与围岩失稳的临界值进行比较，确定所述巷道围岩的稳定性。
根据本发明提供的一种冲击地压巷道安全监测方法，在所述将监测到的冲击地压发生过程中第一支护结构的受力和形变与所述第一支护结构失稳的临界值比较之前，所述方法还包括：
对巷道围岩标准试样施加与巷道现场相同的三向应力；
对施加所述三向应力后的所述标准试样进行冲击测试，确定巷道围岩临界失稳的临界值；
所述巷道围岩失稳的临界值包括巷道围岩失稳的临界冲击速度、巷道围岩失稳的临界动载荷和巷道围岩失稳的临界应变。
根据本发明提供的一种冲击地压巷道安全监测方法，所述将监测到的冲击地压发生过程中第一支护结构的受力和形变与所述第一支护结构失稳的临界值比较，确定所述第一支护结构的稳定性包括：
通过在第一支护结构上设置测力计和位移计，检测冲击地压发生过程中第一支护结构的受力和第一支护结构的形变；
将所述第一支护结构的受力和第一支护结构的形变与所述第一支护结构失稳的临界值进行比较，确定所述第一支护结构的稳定性。
根据本发明提供的一种冲击地压巷道安全监测方法，所述第一支护结构包括锚杆和锚索，所述第一支护结构失稳的临界值包括锚杆动载破断的受力、锚杆动载破断的形变量、锚索动载破断的受力以及锚索动载破断的形变量；
在所述将监测到的冲击地压发生过程中第一支护结构的受力和形变与所述第一支护结构失稳的临界值比较之前，所述方法还包括：
通过落锤冲击试验机对锚杆和锚索施加第一目标方向和第一目标速度的落锤冲击，确定锚杆动载破断的受力、锚杆动载破断的形变量、锚索动载破断的受力以及锚索动载破断的形变量。
根据本发明提供的一种冲击地压巷道安全监测方法，所述将监测到的冲击地压发生过程中第二支护结构的受力和形变与所述第二支护结构失稳的临界值比较，确定所述第二支护结构的稳定性包括：
通过在第二支护结构上设置测力计和位移计，检测冲击地压发生过程中第二支护结构的受力和第二支护结构的形变；
将所述第二支护结构的受力和第二支护结构的形变与所述第二支护结构失稳的临界值进行比较，确定所述第二支护结构的稳定性。
根据本发明提供的一种冲击地压巷道安全监测方法，所述第二支护结构包括钢棚和防冲支架，所述第二支护结构失稳的临界值包括钢棚动载破断的受力、钢棚动载破断的形变量、防冲支架失稳的受力以及防冲支架失稳的形变量；
在所述将监测到的冲击地压发生过程中第二支护结构的受力和形变与所述第二支护结构失稳的临界值比较之前，所述方法还包括：
通过落锤冲击试验机对钢棚施加第二目标方向和第二目标速度的落锤冲击，确定钢棚动载破断的受力、钢棚动载破断的形变量；
通过测试防冲支架所吸收的能量，确定防冲支架失稳的受力和防冲支架失稳的形变量。
根据本发明提供的一种冲击地压巷道安全监测方法，所述根据所述围岩的稳定性、所述第一支护结构的稳定性以及所述第二支护结构的稳定性确定巷道安全等级，并基于所述巷道安全等级确定巷道安全补充措施包括：
在所述巷道围岩稳定、所述第一支护结构稳定且所述第二支护结构稳定的情况下，确定巷道安全等级为第一等级，巷道安全补充措施为第一措施；或者，
在所述巷道围岩稳定、所述第一支护结构和所述第二支护结构中存在部分不稳定的支护结构的情况下，确定巷道安全等级为第二等级，巷道安全补充措施为第二措施；或者
在所述巷道围岩不稳定、所述第一支护结构稳定且所述第二支护结构稳定的情况下，确定巷道安全等级为第二等级，巷道安全补充措施为第二措施；或者
在其他情况下，确定巷道安全等级为第三等级，巷道安全补充措施为第三措施。
本发明还提供一种冲击地压巷道安全监测装置，包括：
第一监测模块，用于将监测到的冲击地压发生过程中巷道围岩的震动速度、应变和应力与所述巷道围岩失稳的临界值比较，确定所述巷道围岩的稳定性；
第二监测模块，用于将监测到的冲击地压发生过程中第一支护结构的受力和形变与所述第一支护结构失稳的临界值比较，确定所述第一支护结构的稳定性；其中，所述第一支护结构位于巷道表层；
第三监测模块，用于将监测到的冲击地压发生过程中第二支护结构的受力和形变与所述第二支护结构失稳的临界值比较，确定所述第二支护结构的稳定性；其中，所述第二支护结构位于巷道内部空间；
安全性确定模块，用于根据所述围岩的稳定性、所述第一支护结构的稳定性以及所述第二支护结构的稳定性确定巷道安全等级，并基于所述巷道安全等级确定巷道安全补充措施。
本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述冲击地压巷道安全监测方法的步骤。
本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述冲击地压巷道安全监测方法的步骤。
本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述冲击地压巷道安全监测方法的步骤。
本发明提供的冲击地压巷道安全监测方法及装置，通过在冲击地压巷道建立巷道外部围岩、巷道表层及巷道内部空间三层次监测体系，全方位捕捉冲击地压发生过程中巷道围岩、一级支护结构及被二级护结构的受力及变形等数据，可实现综合评估巷道围岩及支护结构的稳定性，从而保证冲击地压巷道的安全使用。同时，综合监测评估结果还可对冲击地压巷道支护设计进行动态反馈，验证支护系统的可靠性，实现巷道支护设计的动态优化。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的冲击地压巷道安全监测方法的流程示意图；
图2是本发明提供的三层次检测的示意图；
图3是本发明提供的冲击地压巷道安全监测装置的结构示意图；
图4是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本申请实施例提供的冲击地压巷道安全监测方法包括：步骤100、步骤101、步骤102和步骤103。
步骤100、将监测到的冲击地压发生过程中巷道围岩的震动速度、应变和应力与所述巷道围岩失稳的临界值比较，确定所述巷道围岩的稳定性。
需要说明的是，巷道安全检测分为三个层次，如图2所示，第一层次为围岩，第二层次为巷道表层的第一支护结构，例如锚杆、锚索，第三层次为巷道内部空间的第二支护结构，例如钢棚、防冲支架。
可选地，通过在距离巷道四周表面一定距离处设置震动传感器、光纤光栅多点位移计和应力计，监测巷道围岩的震动场、变形场和应力场，确定冲击地压发生过程中巷道围岩的震动速度、应变和应力；
将所述巷道围岩的震动速度、应变和应力与围岩失稳的临界值进行比较，确定所述巷道围岩的稳定性。
可选地，在所述将监测到的冲击地压发生过程中第一支护结构的受力和形变与所述第一支护结构失稳的临界值比较之前，所述方法还包括：
对巷道围岩标准试样施加与巷道现场相同的三向应力；
对施加所述三向应力后的所述标准试样进行冲击测试，确定巷道围岩临界失稳的临界值；
所述巷道围岩失稳的临界值包括巷道围岩失稳的临界冲击速度、巷道围岩失稳的临界动载荷和巷道围岩失稳的临界应变。
可以采用霍普金森压杆试验装置，对标准试样进行三向应力施加，施加应力与现场应力相同，可以理解的是，施加三向应力是为了模拟围岩在现场的受力。然后进行不同冲击速率的冲击测试，确定出导致围岩临界失稳的冲击速度、动载荷及应变。
步骤101、将监测到的冲击地压发生过程中第一支护结构的受力和形变与所述第一支护结构失稳的临界值比较，确定所述第一支护结构的稳定性；其中，所述第一支护结构位于巷道表层。
可选地，通过在第一支护结构上设置测力计和位移计，检测冲击地压发生过程中第一支护结构的受力和第一支护结构的形变；
将所述第一支护结构的受力和第一支护结构的形变与所述第一支护结构失稳的临界值进行比较，确定所述第一支护结构的稳定性。
可以在巷道表面锚杆和锚索尾部安装测力计、位移计等监测装置，监测锚杆和锚索在静载和动载下的受力和变形情况，监测结果通过与实验测试得到的失稳临界值进行对比判断，确定锚杆和锚索支护系统是否稳定。
可选地，所述第一支护结构包括锚杆和锚索，所述第一支护结构失稳的临界值包括锚杆动载破断的受力、锚杆动载破断的形变量、锚索动载破断的受力以及锚索动载破断的形变量；
在所述将监测到的冲击地压发生过程中第一支护结构的受力和形变与所述第一支护结构失稳的临界值比较之前，所述方法还包括：
通过落锤冲击试验机对锚杆和锚索施加第一目标方向和第一目标速度的落锤冲击，确定锚杆动载破断的受力、锚杆动载破断的形变量、锚索动载破断的受力以及锚索动载破断的形变量。
可以理解的是，落锤冲击速度、方向等尽可能与现场保持一致。
步骤102、将监测到的冲击地压发生过程中第二支护结构的受力和形变与所述第二支护结构失稳的临界值比较，确定所述第二支护结构的稳定性；其中，所述第二支护结构位于巷道内部空间。
可选地，通过在第二支护结构上设置测力计和位移计，检测冲击地压发生过程中第二支护结构的受力和第二支护结构的形变；
将所述第二支护结构的受力和第二支护结构的形变与所述第二支护结构失稳的临界值进行比较，确定所述第二支护结构的稳定性。
可以在钢棚顶部、棚腿处安装测力计，同时也在相应位置安装位移计，监测钢棚受动静载荷和变形量。可以在防冲支架顶梁上安装测力计，在立柱上安装位移计，监测防冲支架受力和变形。将监测结果通过与实验测试得到的失稳的临界值进行对比判断，确定钢棚和防冲支架支护系统是否稳定。
需要说明的是，由于冲击地压发生是瞬间的，因此，步骤100-步骤102的各传感器要采用高频响，频响不低于5000HZ，采集系统的采集频率要达到1000HZ以上，以保证能采集到冲击地压发生全过程支护结构的受力和变形数据。
可选地，所述第二支护结构包括钢棚和防冲支架，所述第二支护结构失稳的临界值包括钢棚动载破断的受力、钢棚动载破断的形变量、防冲支架失稳的受力以及防冲支架失稳的形变量；
在所述将监测到的冲击地压发生过程中第二支护结构的受力和形变与所述第二支护结构失稳的临界值比较之前，所述方法还包括：
通过落锤冲击试验机对钢棚施加第二目标方向和第二目标速度的落锤冲击，确定钢棚动载破断的受力、钢棚动载破断的形变量；
通过测试防冲支架所吸收的能量，确定防冲支架失稳的受力和防冲支架失稳的形变量。
可以理解的是，落锤冲击速度、方向等尽可能与现场保持一致。
可以采用6500kN静-动复合加载液压冲击试验机上开展原尺寸测试，测试巷道所采用防冲支架所吸收的能量，测试过程中冲击速度和方向尽可能与现场保持一致，测试完成后确定出防冲支架失稳临界值的受力和形变量。
需要说明的是，步骤100、步骤101和步骤102的先后顺序不限。
步骤103、根据所述围岩的稳定性、所述第一支护结构的稳定性以及所述第二支护结构的稳定性确定巷道安全等级，并基于所述巷道安全等级确定巷道安全补充措施。
可选地，在所述巷道围岩稳定、所述第一支护结构稳定且所述第二支护结构稳定的情况下，确定巷道安全等级为第一等级，巷道安全补充措施为第一措施；
巷道安全等级为第一等级时，巷道三层次监测系统的监测结果远小于其临界值，此时对应的第一措施可以是对支护系统和其它防冲手段进行优化，适当降低支护强度，实现巷道的动态优化支护设计。
或者，在所述巷道围岩稳定、所述第一支护结构和所述第二支护结构中存在部分不稳定的支护结构的情况下，确定巷道安全等级为第二等级，巷道安全补充措施为第二措施；
或者，在所述巷道围岩不稳定、所述第一支护结构稳定且所述第二支护结构稳定的情况下，确定巷道安全等级为第二等级，巷道安全补充措施为第二措施；
第二措施可以为对超过临界值的监测区域进行处理。如围岩超过临界值，要进行注浆加固；锚杆或锚索支护系统超过临界值要对锚杆或锚索进行补强；钢棚和防冲支架超过临界值要及时进行更换。
或者，在其他情况下，确定巷道安全等级为第三等级，巷道安全补充措施为第三措施。
例如，巷道围岩不稳定，且第一支护系统和第二支护系统存在不稳定的支护结构，确定巷道安全等级为第三等级。第三措施可以为及时撤出工作人员，需对支护系统及其他防冲手段重新进行论证评估，以确保冲击地压巷道的安全。
本发明实施例，通过在冲击地压巷道建立巷道外部围岩、巷道表层及巷道内部空间三层次监测体系，全方位捕捉冲击地压发生过程中巷道围岩、一级支护结构及被二级护结构的受力及变形等数据，可实现综合评估巷道围岩及支护结构的稳定性，从而保证冲击地压巷道的安全使用。同时，综合监测评估结果还可对冲击地压巷道支护设计进行动态反馈，验证支护系统的可靠性，实现巷道支护设计的动态优化。
下面对本发明提供的冲击地压巷道安全监测装置进行描述，下文描述的冲击地压巷道安全监测装置与上文描述的冲击地压巷道安全监测方法可相互对应参照。
如图3所示，冲击地压巷道安全监测装置包括第一监测模块310、第二监测模块320、第三监测模块330和安全性确定模块340。
第一监测模块310，用于将监测到的冲击地压发生过程中巷道围岩的震动速度、应变和应力与所述巷道围岩失稳的临界值比较，确定所述巷道围岩的稳定性；
第二监测模块320，用于将监测到的冲击地压发生过程中第一支护结构的受力和形变与所述第一支护结构失稳的临界值比较，确定所述第一支护结构的稳定性；其中，所述第一支护结构位于巷道表层；
第三监测模块330，用于将监测到的冲击地压发生过程中第二支护结构的受力和形变与所述第二支护结构失稳的临界值比较，确定所述第二支护结构的稳定性；其中，所述第二支护结构位于巷道内部空间；
安全性确定模块340，用于根据所述围岩的稳定性、所述第一支护结构的稳定性以及所述第二支护结构的稳定性确定巷道安全等级，并基于所述巷道安全等级确定巷道安全补充措施。
可选地，第一监测模块310，还用于：
通过在距离巷道四周表面一定距离处设置震动传感器、光纤光栅多点位移计和应力计，监测巷道围岩的震动场、变形场和应力场，确定冲击地压发生过程中巷道围岩的震动速度、应变和应力；
将所述巷道围岩的震动速度、应变和应力与围岩失稳的临界值进行比较，确定所述巷道围岩的稳定性。
可选地，该装置还包括第一临界值确定模块，用于在所述将监测到的冲击地压发生过程中第一支护结构的受力和形变与所述第一支护结构失稳的临界值比较之前，对巷道围岩标准试样施加与巷道现场相同的三向应力；
对施加所述三向应力后的所述标准试样进行冲击测试，确定巷道围岩临界失稳的临界值；
所述巷道围岩失稳的临界值包括巷道围岩失稳的临界冲击速度、巷道围岩失稳的临界动载荷和巷道围岩失稳的临界应变。
可选地，第二监测模块320，还用于：
通过在第一支护结构上设置测力计和位移计，检测冲击地压发生过程中第一支护结构的受力和第一支护结构的形变；
将所述第一支护结构的受力和第一支护结构的形变与所述第一支护结构失稳的临界值进行比较，确定所述第一支护结构的稳定性。
可选地，所述第一支护结构包括锚杆和锚索，所述第一支护结构失稳的临界值包括锚杆动载破断的受力、锚杆动载破断的形变量、锚索动载破断的受力以及锚索动载破断的形变量；
该装置还包括第二临界值确定模块，用于在所述将监测到的冲击地压发生过程中第一支护结构的受力和形变与所述第一支护结构失稳的临界值比较之前，通过落锤冲击试验机对锚杆和锚索施加第一目标方向和第一目标速度的落锤冲击，确定锚杆动载破断的受力、锚杆动载破断的形变量、锚索动载破断的受力以及锚索动载破断的形变量。
可选地，第三监测模块330，还用于：
通过在第二支护结构上设置测力计和位移计，检测冲击地压发生过程中第二支护结构的受力和第二支护结构的形变；
将所述第二支护结构的受力和第二支护结构的形变与所述第二支护结构失稳的临界值进行比较，确定所述第二支护结构的稳定性。
可选地，所述第二支护结构包括钢棚和防冲支架，所述第二支护结构失稳的临界值包括钢棚动载破断的受力、钢棚动载破断的形变量、防冲支架失稳的受力以及防冲支架失稳的形变量；
该装置还包括第三临界值确定模块，用于在所述将监测到的冲击地压发生过程中第二支护结构的受力和形变与所述第二支护结构失稳的临界值比较之前，通过落锤冲击试验机对钢棚施加第二目标方向和第二目标速度的落锤冲击，确定钢棚动载破断的受力、钢棚动载破断的形变量；
通过测试防冲支架所吸收的能量，确定防冲支架失稳的受力和防冲支架失稳的形变量。
安全性确定模块340，还用于：
在所述巷道围岩稳定、所述第一支护结构稳定且所述第二支护结构稳定的情况下，确定巷道安全等级为第一等级，巷道安全补充措施为第一措施；或者，
在所述巷道围岩稳定、所述第一支护结构和所述第二支护结构中存在部分不稳定的支护结构的情况下，确定巷道安全等级为第二等级，巷道安全补充措施为第二措施；或者
在所述巷道围岩不稳定、所述第一支护结构稳定且所述第二支护结构稳定的情况下，确定巷道安全等级为第二等级，巷道安全补充措施为第二措施；或者
在其他情况下，确定巷道安全等级为第三等级，巷道安全补充措施为第三措施。
本发明提供的冲击地压巷道安全监测装置能够实现图1的方法实施例实现的各个过程，并达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
图4示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图4所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)410、通信接口(Communications Interface)420、存储器(memory)430和通信总线440，其中，处理器410，通信接口420，存储器430通过通信总线440完成相互间的通信。处理器410可以调用存储器430中的逻辑指令，以执行冲击地压巷道安全监测方法，该方法包括：
将监测到的冲击地压发生过程中巷道围岩的震动速度、应变和应力与所述巷道围岩失稳的临界值比较，确定所述巷道围岩的稳定性；
将监测到的冲击地压发生过程中第一支护结构的受力和形变与所述第一支护结构失稳的临界值比较，确定所述第一支护结构的稳定性；其中，所述第一支护结构位于巷道表层；
将监测到的冲击地压发生过程中第二支护结构的受力和形变与所述第二支护结构失稳的临界值比较，确定所述第二支护结构的稳定性；其中，所述第二支护结构位于巷道内部空间；
根据所述围岩的稳定性、所述第一支护结构的稳定性以及所述第二支护结构的稳定性确定巷道安全等级，并基于所述巷道安全等级确定巷道安全补充措施。
此外，上述的存储器430中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的冲击地压巷道安全监测方法，该方法包括：
将监测到的冲击地压发生过程中巷道围岩的震动速度、应变和应力与所述巷道围岩失稳的临界值比较，确定所述巷道围岩的稳定性；
将监测到的冲击地压发生过程中第一支护结构的受力和形变与所述第一支护结构失稳的临界值比较，确定所述第一支护结构的稳定性；其中，所述第一支护结构位于巷道表层；
将监测到的冲击地压发生过程中第二支护结构的受力和形变与所述第二支护结构失稳的临界值比较，确定所述第二支护结构的稳定性；其中，所述第二支护结构位于巷道内部空间；
根据所述围岩的稳定性、所述第一支护结构的稳定性以及所述第二支护结构的稳定性确定巷道安全等级，并基于所述巷道安全等级确定巷道安全补充措施。
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的冲击地压巷道安全监测方法，该方法包括：
将监测到的冲击地压发生过程中巷道围岩的震动速度、应变和应力与所述巷道围岩失稳的临界值比较，确定所述巷道围岩的稳定性；
将监测到的冲击地压发生过程中第一支护结构的受力和形变与所述第一支护结构失稳的临界值比较，确定所述第一支护结构的稳定性；其中，所述第一支护结构位于巷道表层；
将监测到的冲击地压发生过程中第二支护结构的受力和形变与所述第二支护结构失稳的临界值比较，确定所述第二支护结构的稳定性；其中，所述第二支护结构位于巷道内部空间；
根据所述围岩的稳定性、所述第一支护结构的稳定性以及所述第二支护结构的稳定性确定巷道安全等级，并基于所述巷道安全等级确定巷道安全补充措施。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种冲击地压巷道安全监测方法，其特征在于，包括：
将监测到的冲击地压发生过程中巷道围岩的震动速度、应变和应力与所述巷道围岩失稳的临界值比较，确定所述巷道围岩的稳定性；
将监测到的冲击地压发生过程中第一支护结构的受力和形变与所述第一支护结构失稳的临界值比较，确定所述第一支护结构的稳定性；其中，所述第一支护结构位于巷道表层，包括锚杆和锚索；
将监测到的冲击地压发生过程中第二支护结构的受力和形变与所述第二支护结构失稳的临界值比较，确定所述第二支护结构的稳定性；其中，所述第二支护结构位于巷道内部空间，包括钢棚和防冲支架；所述围岩、巷道表层的所述第一支护结构和巷道内部空间的所述第二支护结构共同构成巷道安全检测的三层次监测体系；
根据所述围岩的稳定性、所述第一支护结构的稳定性以及所述第二支护结构的稳定性确定巷道安全等级，并基于所述巷道安全等级确定巷道安全补充措施，所述巷道安全等级确定巷道安全补充措施包括：
在所述巷道围岩稳定、所述第一支护结构稳定且所述第二支护结构稳定的情况下，确定巷道安全等级为第一等级，巷道安全补充措施为第一措施；或者，
在所述巷道围岩稳定、所述第一支护结构和所述第二支护结构中存在部分不稳定的支护结构的情况下，确定巷道安全等级为第二等级，巷道安全补充措施为第二措施；或者
在所述巷道围岩不稳定、所述第一支护结构稳定且所述第二支护结构稳定的情况下，确定巷道安全等级为第二等级，巷道安全补充措施为第二措施；或者
在其他情况下，确定巷道安全等级为第三等级，巷道安全补充措施为第三措施。
2.根据权利要求1所述的冲击地压巷道安全监测方法，其特征在于，所述将监测到的冲击地压发生过程中巷道围岩的震动速度、应变和应力与所述巷道围岩失稳的临界值比较，确定所述巷道围岩的稳定性包括：
通过在距离巷道四周表面一定距离处设置震动传感器、光纤光栅多点位移计和应力计，监测巷道围岩的震动场、变形场和应力场，确定冲击地压发生过程中巷道围岩的震动速度、应变和应力；
将所述巷道围岩的震动速度、应变和应力与围岩失稳的临界值进行比较，确定所述巷道围岩的稳定性。
3.根据权利要求1所述的冲击地压巷道安全监测方法，其特征在于，在所述将监测到的冲击地压发生过程中第一支护结构的受力和形变与所述第一支护结构失稳的临界值比较之前，所述方法还包括：
对巷道围岩标准试样施加与巷道现场相同的三向应力；
对施加所述三向应力后的所述标准试样进行冲击测试，确定巷道围岩临界失稳的临界值；
所述巷道围岩失稳的临界值包括巷道围岩失稳的临界冲击速度、巷道围岩失稳的临界动载荷和巷道围岩失稳的临界应变。
4.根据权利要求1所述的冲击地压巷道安全监测方法，其特征在于，所述将监测到的冲击地压发生过程中第一支护结构的受力和形变与所述第一支护结构失稳的临界值比较，确定所述第一支护结构的稳定性包括：
通过在第一支护结构上设置测力计和位移计，检测冲击地压发生过程中第一支护结构的受力和第一支护结构的形变；
将所述第一支护结构的受力和第一支护结构的形变与所述第一支护结构失稳的临界值进行比较，确定所述第一支护结构的稳定性。
5.根据权利要求1所述的冲击地压巷道安全监测方法，其特征在于，所述第一支护结构失稳的临界值包括锚杆动载破断的受力、锚杆动载破断的形变量、锚索动载破断的受力以及锚索动载破断的形变量；
在所述将监测到的冲击地压发生过程中第一支护结构的受力和形变与所述第一支护结构失稳的临界值比较之前，所述方法还包括：
通过落锤冲击试验机对锚杆和锚索施加第一目标方向和第一目标速度的落锤冲击，确定锚杆动载破断的受力、锚杆动载破断的形变量、锚索动载破断的受力以及锚索动载破断的形变量。
6.根据权利要求1所述的冲击地压巷道安全监测方法，其特征在于，所述将监测到的冲击地压发生过程中第二支护结构的受力和形变与所述第二支护结构失稳的临界值比较，确定所述第二支护结构的稳定性包括：
通过在第二支护结构上设置测力计和位移计，检测冲击地压发生过程中第二支护结构的受力和第二支护结构的形变；
将所述第二支护结构的受力和第二支护结构的形变与所述第二支护结构失稳的临界值进行比较，确定所述第二支护结构的稳定性。
7.根据权利要求1所述的冲击地压巷道安全监测方法，其特征在于，所述第二支护结构失稳的临界值包括钢棚动载破断的受力、钢棚动载破断的形变量、防冲支架失稳的受力以及防冲支架失稳的形变量；
在所述将监测到的冲击地压发生过程中第二支护结构的受力和形变与所述第二支护结构失稳的临界值比较之前，所述方法还包括：
通过落锤冲击试验机对钢棚施加第二目标方向和第二目标速度的落锤冲击，确定钢棚动载破断的受力、钢棚动载破断的形变量；
通过测试防冲支架所吸收的能量，确定防冲支架失稳的受力和防冲支架失稳的形变量。
8.一种冲击地压巷道安全监测装置，其特征在于，包括：
第一监测模块，用于将监测到的冲击地压发生过程中巷道围岩的震动速度、应变和应力与所述巷道围岩失稳的临界值比较，确定所述巷道围岩的稳定性；
第二监测模块，用于将监测到的冲击地压发生过程中第一支护结构的受力和形变与所述第一支护结构失稳的临界值比较，确定所述第一支护结构的稳定性；其中，所述第一支护结构位于巷道表层，包括锚杆和锚索；
第三监测模块，用于将监测到的冲击地压发生过程中第二支护结构的受力和形变与所述第二支护结构失稳的临界值比较，确定所述第二支护结构的稳定性；其中，所述第二支护结构位于巷道内部空间，包括钢棚和防冲支架；所述围岩、巷道表层的所述第一支护结构和巷道内部空间的所述第二支护结构共同构成巷道安全检测的三层次监测体系；
安全性确定模块，用于根据所述围岩的稳定性、所述第一支护结构的稳定性以及所述第二支护结构的稳定性确定巷道安全等级，并基于所述巷道安全等级确定巷道安全补充措施，所述巷道安全等级确定巷道安全补充措施包括：
在所述巷道围岩稳定、所述第一支护结构稳定且所述第二支护结构稳定的情况下，确定巷道安全等级为第一等级，巷道安全补充措施为第一措施；或者，
在所述巷道围岩稳定、所述第一支护结构和所述第二支护结构中存在部分不稳定的支护结构的情况下，确定巷道安全等级为第二等级，巷道安全补充措施为第二措施；或者
在所述巷道围岩不稳定、所述第一支护结构稳定且所述第二支护结构稳定的情况下，确定巷道安全等级为第二等级，巷道安全补充措施为第二措施；或者
在其他情况下，确定巷道安全等级为第三等级，巷道安全补充措施为第三措施。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述冲击地压巷道安全监测方法的步骤。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述冲击地压巷道安全监测方法的步骤。
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