CN115218808B - 一种随掘围岩稳定性判定与预警方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种随掘围岩稳定性判定与预警方法及系统，包括：建立巷道围岩稳定性判断的预警指标，以及对每次开挖进尺的尺寸进行设置；至少一次开挖后，向顶板钻孔并安装锚杆、锚索；布设三维激光扫描仪和松动岩石探测器；三维激光扫描仪对巷道内掘进工作面进行全场位移监测，获取围岩变形数据后，将采集的围岩变形数据上传至主机；松动岩石探测器接收到岩石撞击声波后，将声波数据上传至主机；主机对围岩变形数据进行分析，得到围岩变形预警指标的指标值；以及主机对岩石撞击声波进行分析，得到岩体稳定性预警指标的指标值根据两个预警指标值，判断是否到达失稳阈值；本发明具有能够有效避免安全隐患的有益效果，适用于随掘围岩稳定性判定领域。

Description

一种随掘围岩稳定性判定与预警方法及系统

技术领域

本发明涉及随掘围岩稳定性判定的技术领域，具体涉及一种随掘围岩稳定性判定与预警方法及系统。

背景技术

巷道开挖后，尚未施加锚杆、锚索支护的巷道顶板、两帮称为空顶、空帮，空顶、空帮距的留设对巷道掘进工艺影响较大。

一般地，空顶、空帮距的留设长度主要取决于顶板、两帮围岩的稳定性，即不施加支护状况下顶板、两帮围岩是否会发生垮落、片帮以及离层；合理的空顶、空帮距能够防止发生垮落、片帮，避免造成掘进工作面人员伤亡、设备损害。

此外，当掘进巷道围岩支护不及时造成顶板离层时，围岩会发生不可逆的破坏，这种破坏即使后期补打设锚杆、锚索，也会影响到巷道长期使用的支护效果。

然而，目前空顶、空帮距的确定主要依据经验，如：根据类似条件下相邻巷道空顶、空帮距确定；围岩稳定性(如：垮落、片帮等)的判定主要根据现场人员经验，如：通过观察顶板破碎情况、围岩运动的响动情况等进行判定。

上述人工经验的方式，存在经验不足、误判等问题，容易引发巷道失稳现象，影响掘进作业的安全高效。

发明内容

针对相关技术中存在的不足，本发明所要解决的技术问题在于：提供一种能够有效避免安全隐患的随掘围岩稳定性判定与预警方法及系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种随掘围岩稳定性判定与预警方法，包括以下步骤：

S10，建立巷道围岩稳定性判断的预警指标，以及对每次开挖进尺的尺寸进行设置；

所述预警指标包括：围岩变形预警指标和岩体稳定性预警指标；

S20，在巷道开挖过程中，至少一次开挖后，向顶板钻孔并安装锚杆、锚索；

S30，在空顶段围岩处布设三维激光扫描仪，以及在空顶围岩表面布设松动岩石探测器；

S40，三维激光扫描仪随掘对巷道围岩进行全场位移监测，获取围岩变形数据后，将采集的围岩变形数据上传至主机；以及通过敲击顶板岩石，使松动岩石探测器接收到岩石撞击声波后，将声波数据上传至主机；

S50，主机对围岩变形数据进行分析，得到围岩变形预警指标的指标值；以及主机对岩石撞击声波声波数据进行分析，得到岩体稳定性预警指标的指标值；

S60，根据两个预警指标值，判断是否到达失稳阈值，如是，则输出预警信息，以使工作人员停止挖掘，待调整工艺后，重新执行步骤S40至S60，直到解除预警；否则，继续掘进巷道，并进行下一次开挖后的稳定性判定及预警。

优选地，所述步骤S10中，岩体稳定性预警指标的建立，具体包括，

S101，基于正态分布法确定不同地质条件下，不同频段区间能量分布规律；

S102，根据不同频段区间能量分布规律，建立巷道围岩稳定性的岩体稳定性预警指标；所述岩体稳定性预警指标的表达式为：

式(1)中，K₁为岩体稳定性预警指标，E₁为低频段区间[aHz～bHz]的能量值；E₂为高频段区间[cHz～dHz]的能量值；

S103，设置岩体稳定性预警指标的预警阈值；当K₁∈[e,f]时，判定岩体完整，顶板围岩稳定性较好；当K₁∈[g,h]时，判定岩石松散，顶板围岩稳定性差。

优选地，所述低频段区间具体为：[500Hz～1000Hz]；所述高频段区间具体为：[3000Hz～3500Hz]；

所述岩体稳定性预警指标的预警阈值中：

所述K₁∈[e,f]具体为：K₁∈[1,10]；所述K₁∈[g,h]具体为：K₁∈[20,40]。

优选地，所述步骤S10中，围岩变形预警指标的建立，具体包括：

S104，通过三维激光扫描仪测量巷道内掘进工作面的点信息，并输出点云数据；

S105，基于点云数据，建立巷道围岩稳定性的围岩变形预警指标；所述围岩变形预警指标的表达式为：

式(2)中，K₂为围岩变形预警指标，u(t)为t时刻巷道围岩变形速度；

为t时刻之前24小时内围岩平均变形速度；

其中，u(t)的表达式为：

的表达式为：

式(3)中，l(t)为t时刻巷道围岩累计变形量；△t为巷道围岩三维激光扫描间隔；

S106，设置围岩变形预警指标的预警阈值；当K₂≤K_i时，判定围岩变形稳定，围岩稳定性较好；当K₂＞K_i时，判定围岩加速变形，围岩稳定性差；

其中，K_i为围岩稳定临界变形速度。

优选地，所述步骤S10中，每次开挖进尺的尺寸设置为：800mm～1500mm。

优选地，所述步骤S50中，达到失稳阈值的判断标准为：至少一个预警指标值到达该项指标对应的稳定性差的预警阈值范围内。

本发明还提供了一种随掘围岩稳定性判定与预警系统，包括：

松动岩石探测器，布设在空顶围岩表面，用于在外部设备敲击顶板岩石后，接收岩石撞击声波，并将声波数据上传至主机；

三维激光扫描仪，布设在巷道内，用于随掘对巷道围岩进行全场位移监测，获取围岩变形数据后，将采集的围岩变形数据上传至主机；

主机，包括：

数据建立模块，用于建立巷道围岩稳定性判断的预警指标，以及每次开挖进尺的尺寸以及对每次开挖进尺的尺寸进行设置；

数据分析模块，用于对围岩变形数据进行分析，得到围岩变形预警指标的指标值；以及主机对岩石撞击声波进行分析，得到岩体稳定性预警指标的指标值；

数据判断模块，用于根据数据分析模块输出的两个预警指标值，判断是否到达失稳阈值，如是，则输出预警信息，以使工作人员停止挖掘，调整工艺后，重新进行稳定性判定。

本发明的有益技术效果在于：

本发明中，通过建立围岩稳定性判断的预警指标，以及按照工艺的要求，设置每次开挖进尺的尺寸；使用时：

至少一次开挖后，向顶板钻孔并安装锚杆、锚索等安全设施后，在空顶段围岩处布设三维激光扫描仪，以及在空顶围岩表面布设松动岩石探测器；

三维激光扫描仪实时监测巷道内空顶、空帮段围岩的变形，并将监测数据发送到主机，使得主机能够对对变形数据进行分析，解算出变形速度，得到围岩变形预警指标的指标值；松动岩石探测器能够对敲击顶板岩石的声波进行采集，并将采集的数据发送到主机，使得主机能够对岩石撞击声波进行分析，得到岩体稳定性预警指标的指标；

主机对根据两个预警指标值，判断是否到达失稳阈值，以决定是否调整工艺；

整个过程，实现了对随掘围岩冒顶、片帮离层等稳定性的判定与预警，够有效避免安全隐患，提高了巷道施工的安全性，实用性极强。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种随掘围岩稳定性判定与预警方法的流程示意图；

图2是本发明实施例一提供的一种随掘围岩稳定性判定与预警系统的结构示意图；

图3是本发明实施例二中步骤S10的流程示意图；

图4是本发明实施例二中松动岩石探测器的布设示意图；

图5是本发明实施例二中巷道围岩变形曲线示意图；

图6是本发明实施例二中三维激光扫描仪的布设示意图一；

图7是本发明实施例二中三维激光扫描仪的布设示意图二；

图8是本发明实施例二中三维激光扫描仪的布设示意图三；

图9是本发明实施例二中三维激光扫描仪的扫描结果示意图；

图中：10为松动岩石探测器，20为三维激光扫描仪，30为主机，301为数据建立模块，302为数据分析模块，303为数据判断模块；

401为锚索孔，402为锚杆孔，403为掘锚机或掘进机，404为顶板敲击设备。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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的一部分实施例，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。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

以下结合附图详细说明本发明的一个实施例。

实施例一

如图1所示，一种随掘围岩稳定性判定与预警方法，包括以下步骤：

S10，建立巷道围岩稳定性判断的预警指标，以及对每次开挖进尺的尺寸进行设置；

所述预警指标包括：围岩变形预警指标和岩体稳定性预警指标；

S20，在巷道开挖过程中，至少一次开挖后，向顶板钻孔并安装锚杆、锚索；

S30，在空顶段围岩处布设三维激光扫描仪，以及在空顶围岩表面布设松动岩石探测器；

S40，三维激光扫描仪对巷道内掘进工作面进行全场位移监测，获取围岩变形数据后，将采集的围岩变形数据上传至主机；以及通过敲击顶板岩石，使松动岩石探测器接收到岩石撞击声波后，将声波数据上传至主机；

S50，主机对围岩变形数据进行分析，得到围岩变形预警指标的指标值；以及主机对岩石撞击声波进行分析，得到岩体稳定性预警指标的指标值；

S60，根据两个预警指标值，判断是否到达失稳阈值，如是，则输出预警信息，以使工作人员停止挖掘，待调整工艺后，重新执行步骤S40至S60，直到解除预警；否则，继续掘进巷道，并进行下一次开挖后的稳定性判定及预警。

本实施例中，所述步骤S10中，每次开挖进尺的尺寸设置为：800mm～1500mm。

本实施例中，所述步骤S50中，达到失稳阈值的判断标准为：至少一个预警指标值到达该项指标对应的稳定性差的预警阈值范围内。

具体地，所述松动岩石探测器可通过表面爬行机器人或人工布设，敲击顶板岩石可通过顶锚杆钻机、临时支护机构或人工操作工具等方式敲击。

本发明还提供了一种随掘围岩稳定性判定与预警系统。

如图2所示，一种随掘围岩稳定性判定与预警系统，包括：

松动岩石探测器10，布设在空顶围岩表面，用于在外部设备敲击顶板岩石后，接收岩石撞击声波，并将声波数据上传至主机30；

三维激光扫描仪20，布设在巷道内，用于随掘对巷道围岩进行全场位移监测，获取围岩变形数据后，将采集的围岩变形数据上传至主机30；

主机30，包括：

数据建立模块301，用于建立巷道围岩稳定性判断的预警指标，以及每次开挖进尺的尺寸以及对每次开挖进尺的尺寸进行设置；

数据分析模块302，用于对围岩变形数据进行分析，得到围岩变形预警指标的指标值；以及主机对岩石撞击声波进行分析，得到岩体稳定性预警指标的指标值；

数据判断模块303，用于根据数据分析模块302输出的两个预警指标值，判断是否到达失稳阈值，如是，则输出预警信息，以使工作人员停止挖掘，调整工艺后，重新进行稳定性判定。

本实施例一提供的一种随掘围岩稳定性判定与预警方法及系统，通过建立围岩稳定性判断的预警指标，以及按照工艺的要求，设置每次开挖进尺的尺寸；使用时：

至少一次开挖后，向顶板钻孔并安装锚杆、锚索等安全设施后，在空顶段围岩处布设三维激光扫描仪，以及在空顶围岩表面布设松动岩石探测器；三维激光扫描仪实时监测巷道内空顶、空帮段围岩的变形，并将监测数据发送到主机，使得主机能够对对变形数据进行分析，解算出变形速度，得到围岩变形预警指标的指标值；松动岩石探测器能够对敲击顶板岩石的声波进行采集，并将采集的数据发送到主机，使得主机能够对岩石撞击声波进行分析，岩体稳定性预警指标的指标；随后，主机对根据两个预警指标值，判断是否到达失稳阈值，以决定是否调整工艺；整个过程，实现了对随掘围岩冒顶、片帮离层等稳定性的判定与预警，够有效避免安全隐患，提高了巷道施工的安全性，实用性极强。

实施例二

一般地，通过使用带叶片的声频干扰棒或者带圆形金属头的手杖在岩石表面轻轻敲击，以确定顶板是否松动；当发出“尖锐”的声音时表示顶板为实体，而“迟钝”声音则表示顶板松动；该方法是定性的，即主要依赖于人工经验对围岩稳定性进行判断；区别与传统技术，本申请中，通过大量的测试，建立了岩体稳定性预警指标，具体如下：

如图3所示，在实施例一的基础上，一种随掘围岩稳定性判定与预警方法，所述步骤S10中，岩体稳定性预警指标的建立，具体包括，

S101，基于正态分布法确定不同地质条件下，不同频段区间能量分布规律；

S102，根据不同频段区间能量分布规律，建立巷道围岩稳定性的岩体稳定性预警指标；所述岩体稳定性预警指标的表达式为：

式(1)中，K₁为岩体稳定性预警指标，E₁为低频段区间[aHz～bHz]的能量值；E₂为高频段区间[cHz～dHz]的能量值；

S103，设置岩体稳定性预警指标的预警阈值；当K₁∈[e,f]时，判定岩体完整，顶板围岩稳定性较好；当K₁∈[g,h]时，判定岩石松散，顶板围岩稳定性差。

在具体实施时，在空顶围岩表面布设松动岩石探测器，其布设方式可如图4所示。

本实施例中，通过划分形似地质条件，并分别在每个相似地质条件的矿区采用松动岩石探测器，对相似地质条件的矿区围岩进行完整岩体与松散岩块不同频段敲击测试，基于正态分布法确定不同频段区间能量分布规律，根据低频段区域与高频段区域能量的分布规律，建立了岩体稳定性预警指标。

具体地，上述E₁、E₂、a、b、c、d、e、f、g、h等参量均可由不同频段敲击试验统计分析得出；具体为：所述低频段区间具体为：[500Hz～1000Hz]；所述高频段区间具体为：[3000Hz～3500Hz]；所述岩体稳定性预警指标的预警阈值中：所述K₁∈[e,f]具体为：K₁∈[1,10]；所述K₁∈[g,h]具体为：K₁∈[20,40]。

图5是本发明实施例二中巷道围岩变形曲线示意图，如图5所示，正常顶板条件下，围岩变形小且稳定，但在失稳前，围岩变形将急剧加速；然而，现有巷道围岩变形观测方法很难实现连续观测，特别在掘进工作面由于作业空间小，很难进行掘进期间巷道变形观测；区别与传统技术，本申请中，采用高精度三维激光扫描技术进行掘进工作面全场位移监测，建立了围岩变形预警指标，具体如下：

本实施例中，所述步骤S10中，围岩变形预警指标的建立，具体包括：

S104，通过三维激光扫描仪测量巷道内掘进工作面的点信息，并输出点云数据；

S105，基于点云数据，建立巷道围岩稳定性的围岩变形预警指标；

所述围岩变形预警指标的表达式为：

式(2)中，K₂为围岩变形预警指标，u(t)为t时刻巷道围岩变形速度；

为t时刻之前24小时内围岩平均变形速度；

其中，u(t)的表达式为：

的表达式为：

式(3)中，l(t)为t时刻巷道围岩累计变形量；△t为巷道围岩三维激光扫描间隔；

S106，设置围岩变形预警指标的预警阈值；当K₂≤K_i时，判定围岩变形稳定，围岩稳定性较好；当K₂＞K_i时，判定围岩加速变形，围岩稳定性差；其中，K_i为围岩稳定临界变形速度。

本实施例中，K_i为围岩稳定临界变形速度，K_i的具体参数值，可通过现场实测数据统计分析得出。

具体地，所述不同岩石类型对应的顶板临界速度和垮落时间如下表所示：

表：不同岩石/煤柱类型对应的顶板临界速度和垮落时间

在具体实施时，在空顶段围岩布设三维激光扫描仪，其布设方式可包括如图6～图8所示的三种安设方式；图9是本发明实施例二中三维激光扫描仪的扫描结果示意图。

综上，本实施例二中，松动岩石探测器能够对敲击顶板岩石的声音进行接收，以实现对顶板岩层的检查，松动岩石探测器将接收的信号通过无线技术传输到主机；通过采用高精度的扫描技术能够实时获取随掘巷道表面位移场，高精度扫描的数据可通过无线技术传输到主机；主机分别对上述两种信号进行稳定性分析，并根据设置在主机上的用于巷道围岩稳定性判断的预警指标，对分析的信号进行稳定性判定并根据情况输出预警信号，实现了对随掘围岩稳定性判定与预警。

本实施例中，主机可安装在掘进机尾部，与掘进机头预警器及地面调度指挥中心连接，当主机判定巷道围岩松动和/或岩石表面变形速度超过临界失稳变形速度时判定围岩到达失稳阈值，即将发生失稳、垮冒现象，主机会向掘进机头处的预警器发出预警音，提醒人员及时撤离，并向地面调度指挥中心发出预警信息。

本发明还提供了一种存储设备，其中存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行如上述的一种随掘围岩稳定性判定与预警方法。

所述存储设备可为一计算机可读存储介质，可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

可以理解的是，上述方法、装置及系统中的相关特征可以相互参考。另外，上述实施例中的“第一”、“第二”等是用于区分各实施例，而并不代表各实施例的优劣。

所述领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。

Claims (4)

1.一种随掘围岩稳定性判定与预警方法，其特征在于：包括以下步骤：

S10，建立巷道围岩稳定性判断的预警指标，以及对每次开挖进尺的尺寸进行设置；所述预警指标包括：围岩变形预警指标和岩体稳定性预警指标；

岩体稳定性预警指标的建立，包括：

S101，基于正态分布法确定不同地质条件下，不同频段区间能量分布规律；

S102，根据不同频段区间能量分布规律，建立巷道围岩稳定性的岩体稳定性预警指标；所述岩体稳定性预警指标的表达式为：

（1）；

式（1）中，

为岩体稳定性预警指标，/>

为低频段区间/>

的能量值；/>

为高频段区间/>

的能量值；

S103，设置岩体稳定性预警指标的预警阈值；当

时，判定岩体完整，顶板围岩稳定性较好；当/>

时，判定岩石松散，顶板围岩稳定性差；

围岩变形预警指标的建立，包括：

S104，通过三维激光扫描仪测量巷道内掘进工作面的点信息，并输出点云数据；

S105，基于点云数据，建立巷道围岩稳定性的围岩变形预警指标；所述围岩变形预警指标的表达式为：

（2）；

式（2）中，

为围岩变形预警指标，/>

为t时刻巷道围岩变形速度；/>

为t时刻之前24小时内围岩平均变形速度；

其中，

的表达式为：

（3）；

式（3）中，

为t时刻巷道围岩累计变形量；/>

为巷道围岩三维激光扫描间隔；

S106，设置围岩变形预警指标的预警阈值；当

时，判定围岩变形稳定，围岩稳定性较好；当/>

时，判定围岩加速变形，围岩稳定性差；

其中，

为围岩稳定临界变形速度；

S20，在巷道开挖过程中，至少一次开挖后，向顶板钻孔并安装锚杆、锚索；

S30，在空顶段围岩处布设三维激光扫描仪，以及在空顶围岩表面布设松动岩石探测器；

S40，三维激光扫描仪随掘对巷道围岩进行全场位移监测，获取围岩变形数据后，将采集的围岩变形数据上传至主机；以及通过敲击顶板岩石，使松动岩石探测器接收到岩石撞击声波后，将声波数据上传至主机；

S50，主机对围岩变形数据进行分析，得到围岩变形预警指标的指标值;以及主机对岩石撞击声波数据进行分析，得到岩体稳定性预警指标的指标值；

S60，根据两个预警指标值，判断是否到达失稳阈值，如是，则输出预警信息，以使工作人员停止挖掘，待调整工艺后，重新执行步骤S40至S60，直到解除预警；否则，继续掘进巷道，并进行下一次开挖后的稳定性判定及预警。

2.根据权利要求1所述的一种随掘围岩稳定性判定与预警方法，其特征在于：所述步骤S10中，每次开挖进尺的尺寸设置为：800mm~1500mm。

3.根据权利要求1所述的一种随掘围岩稳定性判定与预警方法，其特征在于：所述步骤S50中，达到失稳阈值的判断标准为：至少一个预警指标值到达该项指标对应的稳定性差的预警阈值范围内。

4.一种采用如权利要求1所述的一种随掘围岩稳定性判定与预警方法的系统，其特征在于：包括：

松动岩石探测器（10），布设在空顶围岩表面，用于在外部设备敲击顶板岩石后，接收岩石撞击声音，并将声音数据上传至主机（30）；

三维激光扫描仪（20），布设在巷道内，用于随掘对巷道围岩进行全场位移监测，获取围岩变形数据后，将采集的围岩变形数据上传至主机（30）；

主机（30），包括：

数据建立模块（301），用于建立巷道围岩稳定性判断的预警指标，以及对每次开挖进尺的尺寸进行设置；

数据分析模块（302），用于对围岩变形数据进行分析，得到围岩变形预警指标的指标值；以及主机对岩石撞击声波进行分析，得到岩体稳定性预警指标的指标值；

数据判断模块（303），用于根据数据分析模块（302）输出的两个预警指标值，判断是否到达失稳阈值，如是，则输出预警信息，以使工作人员停止挖掘，调整工艺后，重新进行稳定性判定。

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