CN116046063B - 深部软岩巷道预应力锚杆支护监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种深部软岩巷道预应力锚杆支护监测方法，涉及预应力锚杆支护监测技术领域，用于解决现有的预应力锚杆支护存在不能对深部软岩巷道进行综合监测和日常监测，导致无法合理选择预应力锚杆支护参数，以及因监测人员的水平有限，导致监测效果不佳和准确度低的问题；本发明预应力锚杆承载体内外深部位移监测布置在巷道围岩易于失稳的关键部位，范围不小于巷道跨度的1.5倍，孔内测点数不少于四个，以便于提高监测的准确性，通过异常处理模块接收监测人员发现异常后通过智能终端提交的监测异常指令并对其进行异常处理并选取对应的技术人员进行对异常监测数据进行在线分析，以便于及时提出处理办法，组织实施。
Description
技术领域
本发明涉及预应力锚杆支护监测技术领域，具体为一种深部软岩巷道预应力锚杆支护监测方法。
背景技术
随着煤炭开采逐步进入深部领域，深部软岩大变形控制成了一个亟待解决的问题，而预应力锚杆支护是目前深部巷道位移稳定性控制的主要技术手段。其中锚杆的锚固方式有端部锚固、全长锚固和加长锚固几种。
现有的预应力锚杆支护存在不能对深部软岩巷道进行综合监测和日常监测，导致无法合理选择预应力锚杆支护参数，进而无法为正式支护设计提供依据，同时在日常监测过程中，因监测人员的水平有限，无法更好监测和判定异常情况，达不到最佳的监测效果，造成无法及时监测到异常和降低监测准确度。
发明内容
本发明的目的在于为了解决现有的预应力锚杆支护存在不能对深部软岩巷道进行综合监测和日常监测，导致无法合理选择预应力锚杆支护参数，以及因监测人员的水平有限，导致监测效果不佳和准确度低的问题，而提出一种深部软岩巷道预应力锚杆支护监测方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：深部软岩巷道预应力锚杆支护监测方法，该方法包括：
深部软岩巷道预应力锚杆支护初始设计并布设受力监测仪、顶板离层指示仪、多点位移传感器和综合监测测站；
对深部软岩巷道预应力锚杆支护进行综合监测和日常监测并将监测得到的监测数据和监测报告发送至服务器内存档保存；其中，综合监测包括巷道表面位移监测、预应力锚杆承载体内外深部位移监测以及巷道顶板离层监测和锚杆作荷载监测；预应力锚杆承载体内外深部位移监测布置在巷道围岩易于失稳的关键部位，范围不小于巷道跨度的1.5倍，孔内测点数不少于四个；
通过服务器内设置的异常处理模块接收监测人员在日常监测过程中发现异常后通过智能终端提交的监测异常指令，并对监测异常指令进行异常处理得到对应的组织人员；
将所有的组织人员与监测人员进行视频通讯并对异常监测数据进行在线分析得到分析原因，将分析原因发送至主管部门对应的智能终端。
作为本发明的一种优选实施方式，所述深部软岩巷道预应力锚杆支护初始设计包括：
S1：现场调查与巷道围岩地质力学评估，具体为：首先确定评估区域，预应力锚杆支护设计限定在该评估区域内，并分析巷道服务期间影响预应力锚杆支护性能的其他因素，根据巷道围岩地质力学评估结果依据松动圈厚度进行巷道围岩稳定性分类，确定评估区域的巷道是否适合采用预应力锚杆支护，对于松动圈厚度R＝2000mm～3000mm的围岩选择预应力锚杆支护；松动圈厚度R≥3000mm的围岩选择预应力锚杆，同时选择注浆及金属支架的辅助支护；其中，现场调查包括巷道工程地质条件和巷道生产条件；巷道围岩地质力学评估内容包括围岩物理力学性能参数测定、应变软化特性测定、围岩结构测定、地应力测定以及围岩松动破碎测定；
S2：依据深部软岩巷道围岩地质力学评估结果确定选择预应力锚杆支护，采用理论分析、工程类比以及数值模拟相结合的方法进行预应力锚杆支护参数初始设计、预应力锚杆支护综合矿压监测以及预应力锚杆设计；
S3：锚杆支护材料与构件；
S4：深部软岩巷道预应力锚杆支护施工，施工顺序包括：临时支护、一次支护、二次支护以及补强支护；
S5：喷射混凝土施工。
作为本发明的一种优选实施方式，所述巷道表面位移监测内容包括顶底板相对移近量、顶板下沉量、底鼓量、两帮相对移近量和巷帮位移量；综合监测测站采用十字布点法安设，每个综合监测测站安设两个监测断面，监测断面间距应不大于两排锚杆间距。
作为本发明的一种优选实施方式，所述顶板离层指示仪的浅基点固定在锚杆端部位置，深基点固定在锚杆上方稳定岩层内300mm～500mm；若无稳定岩层，深基点在顶板中的深度不小于巷道跨度的1.5倍；采用测力锚杆监测加长锚固锚杆的受力状况，采用锚杆测力计监测端部锚固锚杆的受力状况。
作为本发明的一种优选实施方式，所述服务器内设置有数据库；数据库用于存储监测数据、监测报告、分布图以及监测人员的人员信息；
所述异常处理模块对监测异常指令进行异常处理的具体处理过程为：
获取监测人员的人员信息，对人员信息进行处理得到人基值；再获取监测人员的测处值和训累值；提取人基值、测处值和训累值的数值并处理得到监测人员的汇处值；
设定五个取值范围每个取值范围对应一个预设人数；将汇处值与取值范围进行匹配，当汇处值属于取值范围对应范围内时，将该取值范围对应的预设人数标记为匹配人数；
对监测异常指令进行解析以得到异常位置和异常监测数据，获取异常监测数据对应的所有技术人员，获取技术人员的当前在线状态，将当前在线状态为在线工作的技术人员标记为分析人员，选取与匹配人数相等分析人员并将其标记为组织人员。
作为本发明的一种优选实施方式，所述对人员信息进行处理得到人基值的具体过程为：对人员信息进行解析得到监测人员的入职时长、工作年限以及日常监测总次数，提取入职时长、工作年限以及日常监测总次数的数值，以入职时长的数值为长轴长度，以工作年限的数值为短轴长度构建椭圆，在椭圆上选取一点为起始点，向椭圆外做直线，且直线的长度数值等于日常监测总次数的数值，以直线的终点为起始点做椭圆的两条切线，计算两条切线与椭圆之间围成的面积得到面积一，计算椭圆的面积得到面积二，求取面积一与面积二之和得到面积总和，提取面积总和的数值并将其按照一定比例换算得到计算数值，将该计算数值标记为监测人员的人基值。
作为本发明的一种优选实施方式，服务器内还包括培训分析模块，所述培训分析模块用于对监测人员进行培训并采集检测人员的培训信息，对培训信息进行处理得到监测人员的训累值；对培训信息进行处理的具体过程为：将培训得分依据培训的时刻先后顺序进行排序，然后将培训的时刻与对应的培训得分代入预先构建的时刻得分折线图中并处理得到第一斜率总值、第二斜率总值和固定总值的数值，对第一斜率总值、第二斜率总值和固定总值的数值进行处理得到监测人员的训累值，将训累值发送至数据库内存储。
作为本发明的一种优选实施方式，所述服务器内还包括统计分析模块，统计分析模块用于采集监测人员对日常监测的日期以及日常监测总次数和提交的监测异常指令的总次数并发送至数据库内存储，同时对监测人员进行测处值分析，具体分析过程为：将日常监测的日期依据时间先后顺序进行排序，计算相邻两个日常监测的日期时间间隔得到间隔天数，将所有的间隔天数进行均值得到间隔平均天数，提取间隔平均天数、日常监测总次数和提交的监测异常指令总次数的数值，并将其数值分别乘以预设权重占比再求和得到监测人员的测处值并发送至数据库内存储。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过巷道位移和预应力锚杆承载体内外深部位移监测、巷道顶板离层监测以及锚杆工作荷载监测结果，分析深部软岩巷道表面位移及其围岩松动破碎随时间变化特征、预应力锚杆承载体形成及承载特性，依此对围岩稳定性及其预应力锚杆支护参数选择合理性进行预判，为正式支护设计提供依据；
2、本本发明通过异常处理模块接收监测人员发现异常后通过智能终端提交的监测异常指令并对其进行异常处理并选取对应的技术人员进行对异常监测数据进行在线分析，以便于及时提出处理办法，组织实施，避免监测人员监测水平有限，无法应对深部软岩巷道预应力锚杆支护出现的异常情况。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的方法流程图；
图2为本发明服务器内部原理框图；
图3为本发明的椭圆构建示意图；
图4为本发明的时刻得分折线图；
图5为本发明的承载体厚度及强度计算模型示意图；
图6为本发明的围岩松动破碎变形计算模型示意图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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它实施例，都属于本发明保护的范围。
术语和定义：
深部软岩：由于高地应力(自重应力、构造应力、采动应力)作用易于产生过度碎胀的工程岩体；围岩关键部位：巷道围岩中松动圈厚度较其它部位明显增大的部位；深部软岩巷道：由于高地应力(自重应力、构造应力、采动应力)作用围岩产生显著松动破碎的巷道；预应力锚杆：在安装过程中施加一定预紧力矩(预紧力)的锚杆；围岩应变软化：围岩粘结力及内摩擦角等强度指标随围岩松动破碎而降低特性；预紧力：安装锚杆时，通过拧紧螺母或釆用张拉方法施加在锚杆上的拉力；预紧力矩：拧紧螺母使锚杆达到设计预紧力时，施加到螺母上的力矩；锚杆锚固力：锚固材料与锚杆杆体及围岩之间的粘结力；补强支护：深部软岩巷道由于原支护设计施工不合理、地质条件显著变化等原因造成巷道原支护难以保持围岩稳定时，相应部位及时重新补加新的支护；组合构件：设置在巷道表面，将锚杆组合在一起的带(梁)状构件；空顶距：掘进工作面端面至最近一排锚杆的距离；临时支护：为及时保持巷道围岩稳定，在巷道开挖和永久支护之间支护巷道围岩的临时设施；超前支护：为保证巷道开挖过程工作面稳定而采取的超前于开挖的辅助支护；一次支护：预应力锚杆支护分次进行，巷道开挖后及时施加围岩一定强度的预应力锚杆支护；二次支护：巷道围岩预应力锚杆支护分次进行。主要包括巷道施工组织及施工工艺要求分次支护、支护与围岩耦合承载要求的分次支护、巷道围岩关键部位增加的支护以及巷道围岩地质条件变化而增加的支护等；锚杆屈服力：当锚杆杆体拉伸呈现屈服现象时，在试验期间达到塑性变形发生而力不增加的点(上屈服点)对应的力；锚杆拉断力：锚杆杆体所能承受的极限拉力；锚固长度：锚杆锚固剂或锚固装置与钻孔孔壁的有效结合长度；复杂地段：断层及围岩破碎带、应力集中区、裂隙发育区、巷道穿层地段、大断面、大跨度巷道等地段；树脂锚固剂：由树脂胶泥与固化剂两部分分隔包装成卷形，混合固化后能使杆体和煤岩体粘结锚固在一起的材料；螺纹钢树脂锚杆：采用高强螺纹钢杆体、树脂锚固剂锚固的锚杆；注浆锚杆：杆体为中空式兼做注浆管，对围岩进行注浆加固的锚杆；加长锚固：锚杆的锚固长度介于端头锚固与全长锚固之间；全长锚固：锚杆前端进行锚固，锚固长度不小于钻孔长度90％；预应力锚杆承载体：巷道围岩中合理布置预应力锚杆，在围岩一定范围内形成有效叠加的附加压应力区，形成强度明显提高的承载体，作为承载结构阻止围岩变形；锚杆快速安装：使用锚杆钻机连续完成搅拌树脂锚固剂、拧紧螺母的全过程；位移监测：巷道围岩中关键部位布置多点位移计，监测巷道表面、预应力锚杆承载体内外围岩位移并按规定时间间隔自动记录分析显示过程；锚杆工作荷载监测：锚杆安装后，在服务期间内对锚杆所承受轴向拉力进行监测；锚杆锚固力试验：锚杆锚固后,拉拔仪工程实测锚杆拉断或锚固失效时的极限拉力；初始设计巷道开挖前，根据巷道工程地质条件、生产条件和围岩地质力学评估结果，通过理论分析、数值模拟、工程类比等方法提出的巷道支护形式与参数。
请参阅图1所示，深部软岩巷道预应力锚杆支护监测方法，该方法包括：
深部软岩巷道预应力锚杆支护初始设计，具体包括：
依据深部软岩巷道围岩地质力学评估结果确定应选择预应力锚杆支护时，应采用理论分析、工程类比以及数值模拟相结合方法，进行预应力锚杆支护参数初始设计、预应力锚杆支护综合矿压监测以及预应力锚杆正式设计，必要时进行补强支护设计等；
根据现场调査与巷道围岩地质力学评估结果，进行预应力锚杆支护初始设计，初始设计可采用以下一种或多种组合方法进行：
工程类比法：根据已有深部软岩巷道预应力锚杆支护实践经验，通过类比，提出预锚杆支护初始设计；
理论计算法：根据深部软岩巷道预应力锚杆支护机制，选择预应力锚杆支护初始设计。预应力锚杆支护参数选取如表1；
表1预应力锚杆支护参数
| 序号 | 参数名称 | 单位 | 参数值 |
| 1 | 锚杆长度 | m | 1.6～2.4 |
| 2 | 锚杆公称直径 | mm | 16.0～25.0 |
| 3 | 锚杆排距 | m | 0.4～0.6 |
| 4 | 锚杆间距 | m | 0.4～0.6 |
| 5 | 锚杆预紧扭矩 | N.m | >300 |
| 6 | 锚索有效长度 | m | 4.0～10.0 |
| 7 | 锚索公称直径 | mm | 17.8～22.0 |
| 8 | 锚索预紧力 | kN | >100 |
数值模拟法：建立深部软岩巷道预应力锚杆支护合理数值计算模型，通过数值模拟计算与分析，选择预应力锚杆支护初始设计；具体包括：
请参阅图5所示，以圆形巷道为计算模型，考虑预应力锚杆及顶部预应力锚索共同作用，依据工程实际，确定预应力锚杆长度、间排距以及预紧力等支护参数，不考虑原岩应力作用，分析预紧力作用下锚杆在围岩中形成附加压应力叠加范围和大小。以附加压应力叠加范围为预应力锚杆承载体厚度。由于附加压应力Δσ有效叠加，相当于承载体内围岩施加第三主应力，承载体内强度增加可示为：
对于深部软岩，考虑内摩擦角增加/>
可得承载体内围岩粘结力c及内摩擦角/>
请参阅图6所示，根据预应力锚杆承载体厚度及力学性能增强，以预应力锚杆作用巷道周围一定范围围岩作为承载体，模型顶部施加原岩应力P0作用，根据实验室获得的围岩应变软化本构方程，选择合理数值计算模型分析围岩松动破碎变形。
预应力锚杆支护矿压监测设计应包括监测内容，监测仪器、测站布置、测站安设方法、数据测读方法、测读频率等。综合监测应给出反馈指标和锚杆支护初始设计修改准则，日常监测应给岀监测方法、合格标准和异常情况的处理措施。
预应力锚杆支护初始设计在井下实施后应及时进行矿压综合监测；将巷道受掘进影响结束时的监测结果用于验证或修正初始设计；修正后的支护设计作为正式设计在井下使用；巷道受到采动影响期间的监测结果可用于其他类似条件巷道支护设计的验证与修改。
锚杆支护正式设计实施过程中，应进行日常监测。当地质条件发生显著变化时应及时修正。矿压监测结果表明原支护设计难以保持围岩变形稳定时，应及时采用补强支护。
锚杆支护材料与构件，具体包括：
锚杆支护材料与构件应符合国家标准和相关行业标准并具有产品合格证。煤矿巷道锚杆杆体及附件、组合构件、护网、喷层、注浆材料及金属支架等各构件力学性能应相互匹配；
预应力锚杆杆体、托盘、螺母及垫圈，锚杆杆体、托盘、螺母等应符合MT146.2-2011的规定；为保证预应力锚杆承载体有效形成并合理承载，应采用高预应力(大于屈服应力的30％)、高强度(杆体屈服强度大于500MPa)以及较好延伸性能(延伸率超过20％)的螺纹钢树脂锚杆；锚杆杆尾螺纹应符合GB/T35056-2018中4.3.2.4有关规定，同时螺纹长度宜取80mm～150mm的上限，螺纹规格应有利于提高锚杆预紧力矩与预紧力转化效率；锚杆托盘应符合GB/T35056-2018中4.3.2.5有关规定，宜选用高强大规格尺寸的托盘，厚度不小于6mm，尺寸不小于150mm×150mm,强度不低于235MPa；锚杆螺母及垫圈应符合GB/T35056-2018中4.3.2.6有关规定，同时应有利于提高锚杆预紧力矩与预紧力转化效率。
预应力锚索杆体、托盘及锚具，锚索用钢绞线应符合GB/T5224－2003的规定；应优先选用抗拉强度等级不低于1860MPa，延伸率不小于3.5％，直径不小于17.8mm的钢绞线；锚索托板的承载力应符合MT/T942－2005的要求；与钢绞线配套的锚具应符合GB/T14370－2000的规定；深部软岩巷道预应力锚索托盘应选用高强大规格尺寸，托盘及锁具选择应有利于施加高预紧力。
预应力锚杆支护锚固剂，树脂锚固剂应符合MT146.1－2002的有关规定。釆用加长锚固或全长锚固时宜选用低稠度树脂锚固剂；钢带及钢筋托梁选用应根据巷道具体情况选用不同型号和规格，材料抗拉强度应不低于375MPa，形状、几何尺寸及力学性能应与锚杆杆体、托盘匹配。支护护网宜选用金属焊接网。组合构件作用应能使预应力锚杆预紧力形成附加压应力场得到有效扩散叠加预应力锚杆支护组合构件及护网。
辅助支护材料，深部软岩巷道喷射混凝土材料应符合GB50086-2001有关规定要求，并应渗入适量碳纤维。选择的梯形棚或U型棚支架应符合MT143-1986规定要求，应优先选择高强可缩性金属支架。注浆锚杆及注浆材料应符合GB/T35056-2018中4.3.6有关规定。
深部软岩巷道预应力锚杆支护施工，具体包括：
深部软岩巷道预应力锚杆支护施工应按掘进工作面作业规程有关规定进行。依据施工顺序主要包括：临时支护、一次支护、二次支护以及补强支护等。
临时支护：深部软岩巷道预应力锚杆支护巷道掘进工作面应采用临时支护，不应空顶作业，必要时采用超前临时支护。其临时支护形式、规格、要求等应在作业规程、措施中明确规定。
一次支护：深部软岩巷道开挖后，应及时进行预应力锚杆一次支护，主要包括预应力锚杆、顶板预应力锚索及其组合构件安装、初次喷射混凝土等。支护应从巷道顶板开始，再到巷道帮部，具体施工应在作业规程、措施中明确规定。
二次支护：一次支护后，距巷道工作面一定距离，进行帮部预应力锚索、二次喷射混凝土、注浆以及金属支架等二次支护，二次支护距工作面距离根据巷道地质力学评估结果及生产条件在作业规程中明确。应根据巷道围岩矿压监测结果，找出巷道围岩易于失稳关键部位，加强二次支护，提高围岩整体稳定性。
补强支护：由于原支护设计施工不合理、地质条件显著变化等原因造成巷道原支护难以保持围岩稳定时，应在相应部位及时进行补强支护。
树脂锚杆施工包括锚杆孔施工、锚杆安装、锚索施工、其它施工要求、其它施工要求、金属支架及注浆等辅助支护施工；
锚杆安装：
锚杆安装应优先采用快速安装工艺；锚固剂使用前应进行检查，不应使用过期、硬结、破裂等变质失效的锚固剂；当使用两卷以上不同型号的树脂锚固剂时，应按锚固剂凝固速度先快后慢的顺序，将锚固剂依次放入钻孔中，先将锚固剂推到孔底，再启动锚杆钻机搅拌树脂锚固剂；螺母应采用机械设备紧固，需要二次紧固时，其扭矩或预紧力大小、紧固时间应在作业规程、措施中明确规定；螺母安装达到规定预紧力矩后，一般不得将螺母卸下重新安装；托板应紧贴钢带、网或巷道围岩表面，当锚杆与巷道的周边不垂直时应使用异型托板；锚杆托板与螺母之间宜使用减摩垫圈；提高螺纹加工精度等级，减少摩擦阻力和摩擦扭矩；采用油脂对螺纹部进行润滑，减少摩擦阻力；采用高效减摩垫圈，垫圈采用材质应满足要求；护网的规格、联网方式及参数应在作业规程中明确规定，联网强度应与护网的强度相匹配。
锚索施工采用锚索钻机或锚杆钻机钻孔，锚索孔深度误差应不大于100mm；
锚索宜垂直于顶板或巷道轮廓线布置，实际钻孔角度与设计角度的误差不大于10°；锚索间排距误差不大于100mm；安装锚索应优先使用电动或气动张拉机具，不宜使用手动式张拉机具；安装锚索时，钢绞线应推到孔底，安装后外露钢绞线长度宜在规程中作出明确规定；锚索施工后，应及时对锚索进行检查，锚索预紧力的最低值应不小于设计预紧力的90％；发现工作载荷低于预紧力时应及时进行二次张拉；锚索钻孔中有淋水时，应采用补强措施。
其它施工要求：深部软岩巷道复杂地段应优先选用预应力锚、注浆及金属支架等组合支护形式，并适当加大支护密度；对失效、松动等不合格的锚杆、锚索应及时补打或紧固；作为永久支护的锚杆、锚索、钢带、金属网等不应作为起吊设备或悬挂其他重物。
喷射混凝土施工：喷射混凝土的施工应按GB50086-2001的规定执行。
金属支架及注浆等辅助支护施工棚、梯形棚等金属支架辅助支护一般滞后巷道掘进工作面50m～100m，金属支架施工方法按MT143-1986有关规定要求进行。
在巷道锚杆支护施工过程中安设锚杆的受力监测仪；受力监测仪包括测力锚杆和锚杆测力计；
在巷道围岩中关键部位布置多点位移传感器进行位移监测；
每条深部软岩预应力锚杆支护巷道安设综合监测测站；每间隔一定距离安设一个顶板离层指示仪；绘制每个综合监测测站的位置以及顶板离层指示仪和位移传感器的分布图并发送至服务器内存档；
对深部软岩巷道预应力锚杆支护进行综合监测和日常监测并将监测得到的监测数据和监测报告发送至服务器内存档保存；综合监测包括巷道表面位移监测、预应力锚杆承载体内外深部位移监测以及巷道顶板离层监测和锚杆作荷载监测；巷道表面位移监测内容包括顶底板相对移近量、顶板下沉量、底鼓量、两帮相对移近量和巷帮位移量；综合监测测站采用十字布点法安设，每个综合监测测站安设两个监测断面，监测断面间距应不大于两排锚杆间距；预应力锚杆承载体内外深部位移监测布置在巷道围岩易于失稳的关键部位，范围不小于巷道跨度的1.5倍，孔内测点数不少于四个；顶板离层指示仪的浅基点固定在锚杆端部位置，深基点固定在锚杆上方稳定岩层内300mm～500mm；若无稳定岩层，深基点在顶板中的深度不小于巷道跨度的1.5倍；采用测力锚杆监测加长锚固锚杆的受力状况，采用锚杆测力计监测端部锚固锚杆的受力状况；日常监测主要为深部软岩巷道顶板离层，但不局限于此。
通过巷道表面位移和预应力锚杆承载体内外深部位移监测、巷道顶板离层监测以及锚杆工作荷载监测结果，分析深部软岩巷道表面位移及其围岩松动破碎随时间变化特征、预应力锚杆承载体形成及承载特性。依此对围岩稳定性及其预应力锚杆支护参数选择合理性进行预判，为正式支护设计提供依据。
通过对工程监测的预应力锚杆锚固区内外离层值与其临界容许值比较，对顶板预应力锚杆锚固区内外离层稳定性进行判别。
请参阅图2所示，服务器内设置有数据库、异常处理模块、培训分析模块和统计分析模块；服务器与综合监测测站通信连接，综合监测测站与受力监测仪、顶板离层指示仪以及数据采集分析仪通信连接，用于接收监测数据和监测报告并发送至服务器内；
数据库内存储有监测数据、监测报告、分布图以及监测人员的人员信息等；
异常处理模块接收监测人员发现异常后通过智能终端提交的监测异常指令并对其进行异常处理，具体为：
获取监测人员的人员信息，对人员信息进行处理得到人基值；具体为：
请参阅图3所示，对人员信息进行解析得到监测人员的入职时长、工作年限以及日常监测总次数，提取入职时长、工作年限以及日常监测总次数的数值，以入职时长的数值为长轴长度，以工作年限的数值为短轴长度构建椭圆，在椭圆上选取一点为起始点，向椭圆外做直线，且直线的长度数值等于日常监测总次数的数值，以直线的终点为起始点做椭圆的两条切线，计算两条切线与椭圆之间围成的面积得到面积一，计算椭圆的面积得到面积二，求取面积一与面积二之和得到面积总和，提取面积总和的数值并将其按照一定比例换算得到计算数值，将该计算数值标记为监测人员的人基值RJ1；通过对监测人员的入职时长、工作年限以及日常监测总次数进行处理得到监测人员的人基值，以便于了解监测人员的监测工作情况，避免监测人员的工作时间及年限较短，水平有限，造成日常监测过程中，无法更好监测和判定异常情况，达不到最佳的监测效果；
再获取监测人员的测处值和训累值；提取人基值、测处值和训累值的数值并分别标记为RJ1、CE2和XL3；设定人基值、测处值和训累值对应的权重系数为qd1、qd2和qd3；代入预设分析模型
得到监测人员的汇处值HF；
通过对监测人员进行汇处值分析，方便了解监测人员的监测水平，进而匹配相应的组织人员进行共同分析，从而确保对异常监测数据原因分析的准确性，,提高监测效率，进而保障了异常监测的准确，有利于后续制定准确的解决方案应对深部软岩巷道预应力锚杆支护异常；
设定五个取值范围Ai,i＝1，2，3，4，5；其中，A1＝(0，a1]，A2＝(a1，a2]，A3＝(a2，a3]，A4＝(a3，a4]，A5＝(a4，∞]，a1<a2<a3<a4；每个取值范围对应一个预设人数，取值范围A1至A5对应的预设人数依次降低；且最小的预设人数为零；
将汇处值HF与取值范围Ai进行匹配，当汇处值HF属于取值范围Ai范围内时，将取值范围Ai对应的预设人数标记为匹配人数；
对监测异常指令进行解析以得到异常位置和异常监测数据，获取异常监测数据对应的所有技术人员，获取技术人员的当前在线状态，将当前在线状态为在线工作的技术人员标记为分析人员，选取与匹配人数相等分析人员并将其标记为组织人员，将所有的组织人员与监测人员进行视频通讯并对异常监测数据进行在线分析得到分析原因，将分析原因发送至主管部门对应的智能终端，方便主管部分根据分析原因，提出应对处理办法，并组织实施解决；
培训分析模块对监测人员进行培训，使其掌握测站安装、仪器操作以及数据收集处理方法等，同时采集检测人员的培训信息并对培训信息进行处理得到监测人员的训累值；其中培训信息包括培训的时刻以及每次培训对应的培训得分；
对培训信息进行处理的具体过程为：
请参阅图4所示，将培训得分依据培训的时刻先后顺序进行排序，然后将培训的时刻与对应的培训得分代入预先构建的时刻得分折线图中，连接折线图中相邻两个培训得分对应的点得到分连线，计算分连线的斜率和方向，当分连线与水平线的夹角为锐角，则将该分连线的斜率标记为第一斜率；当分连线与水平线的夹角为钝角，则将该分连线的斜率标记为第二斜率，当分连线与水平线平行时，获取分连线所处的培训得分，设定若干个培训得分，每个培训得分对应一个预设固定值，将该分连线所处的培训得分预若干个培训得分进行匹配以得到对应的预设固定值，其中预设固定值与培训得分成正比，培训得分越大，对应的预设固定值越大；
将所有的第一斜率进行求和得到第一斜率总值，将所有的第二斜率的绝对值进行求和得到第二斜率总值，将所有的预设固定值进行求和得到固定总值；
提取第一斜率总值、第二斜率总值和固定总值的数值并分别标记为XV1、XV2和XV3，代入预设模型XL3＝(XV1×m1+XV3×m3)/XV2×m2得到监测人员的训累值XL3；其中，m1、m2和m3均为预设权重因子；将训累值发送至数据库内存储；
通过对监测人员的训累值进行分析，方便掌握监测人员对培训情况，以确保合理的分配相应的人员进行辅助监测分析，避免匹配的人员过多，造成人力资源浪费，或匹配人员较少，无法保障异常监测分析原因的准确性；
统计分析模块采集监测人员对日常监测的日期以及日常监测总次数和提交的监测异常指令的总次数并发送至数据库内存储，同时对监测人员进行测处值分析，具体分析过程为：将日常监测的日期依据时间先后顺序进行排序，计算相邻两个日常监测的日期时间间隔得到间隔天数，将所有的间隔天数进行均值得到间隔平均天数，提取间隔平均天数、日常监测总次数和提交的监测异常指令总次数的数值，并将其数值分别乘以预设权重占比再求和得到监测人员的测处值并发送至数据库内存储；通过对监测人员进行测处值分析，方便知道监测人员的日常监测情况，以便于判定后续分析是否匹配相应的组织人员进行辅助分析。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (3)
1.一种深部软岩巷道预应力锚杆支护监测方法，其特征在于，该方法包括：
深部软岩巷道预应力锚杆支护初始设计并布设受力监测仪、顶板离层指示仪、多点位移传感器和综合监测站；
所述深部软岩巷道预应力锚杆支护初始设计包括：
S1：现场调查与巷道围岩地质力学评估，具体为：首先确定评估区域，预应力锚杆支护设计限定在该评估区域内，并分析巷道服务期间影响预应力锚杆支护性能的其他因素，根据巷道围岩地质力学评估结果依据松动圈厚度进行巷道围岩稳定性分类，确定评估区域的巷道是否适合采用预应力锚杆支护，对于松动圈厚度2000mm<R<3000mm的围岩选择预应力锚杆支护；松动圈厚度R≥3000mm的围岩选择预应力锚杆，同时选择注浆及金属支架的辅助支护；其中，现场调查包括巷道工程地质条件和巷道生产条件；巷道围岩地质力学评估内容包括围岩物理力学性能参数测定、应变软化特性测定、围岩结构测定、地应力测定以及围岩松动破碎测定；
S2：依据深部软岩巷道围岩地质力学评估结果确定选择预应力锚杆支护，采用理论分析、工程类比以及数值模拟相结合的方法进行预应力锚杆支护参数初始设计、预应力锚杆支护综合矿压监测以及预应力锚杆设计；
S3：锚杆支护材料与构件；
S4：深部软岩巷道预应力锚杆支护施工，施工顺序包括：临时支护、一次支护、二次支护以及补强支护；
S5：喷射混凝土施工；
对深部软岩巷道预应力锚杆支护进行综合监测和日常监测并将监测得到的监测数据和监测报告发送至服务器内存档保存；其中，综合监测包括巷道表面位移监测、预应力锚杆承载体内外深部位移监测以及巷道顶板离层监测和锚杆工作荷载监测；预应力锚杆承载体内外深部位移监测布置在巷道围岩易于失稳的关键部位，范围不小于巷道跨度的1.5倍，孔内测点数不少于四个；
通过服务器内设置的异常处理模块接收监测人员在日常监测过程中发现异常后通过智能终端提交的监测异常指令，并对监测异常指令进行异常处理得到对应的组织人员；
其中，服务器内设置有数据库、异常处理模块、培训分析模块和统计分析模块；服务器与综合监测站通信连接，综合监测站与受力监测仪、顶板离层指示仪以及数据采集分析仪通信连接，用于接收监测数据和监测报告并发送至服务器内；
数据库内存储有监测数据、监测报告、分布图以及监测人员的人员信息；
异常处理模块接收监测人员发现异常后通过智能终端提交的监测异常指令并对其进行异常处理，具体为：获取监测人员的人员信息，对人员信息进行处理得到人基值；具体为：对人员信息进行解析得到监测人员的入职时长、工作年限以及日常监测总次数，提取入职时长、工作年限以及日常监测总次数的数值，以入职时长的数值为长轴长度，以工作年限的数值为短轴长度构建椭圆，在椭圆上选取一点为起始点，向椭圆外做直线，且直线的长度数值等于日常监测总次数的数值，以直线的终点为起始点做椭圆的两条切线，计算两条切线与椭圆之间围成的面积得到面积一，计算椭圆的面积得到面积二，求取面积一与面积二之和得到面积总和，提取面积总和的数值并将其按照一定比例换算得到计算数值，将该计算数值标记为监测人员的人基值RJ1；再获取监测人员的测处值和训累值；提取人基值、测处值和训累值的数值并分别标记为RJ1、CE2和XL3；设定人基值、测处值和训累值对应的权重系数为qd1、qd2和qd3；代入预设分析模型
得到监测人员的汇处值HF；设定五个取值范围Ai,i=1，2，3，4，5；其中，A1=（0，a1]，A2=（a1，a2]，A3=（a2，a3]，A4=（a3，a4]，A5=（a4，∞]，a1<a2<a3<a4；每个取值范围对应一个预设人数，取值范围A1至A5对应的预设人数依次降低；且最小的预设人数为零；将汇处值HF与取值范围Ai进行匹配，当汇处值HF属于取值范围Ai范围内时，将取值范围Ai对应的预设人数标记为匹配人数；对监测异常指令进行解析以得到异常位置和异常监测数据，获取异常监测数据对应的所有技术人员，获取技术人员的当前在线状态，将当前在线状态为在线工作的技术人员标记为分析人员，选取与匹配人数相等分析人员并将其标记为组织人员，将所有的组织人员与监测人员进行视频通讯并对异常监测数据进行在线分析得到分析原因，将分析原因发送至主管部门对应的智能终端；
培训分析模块对监测人员进行培训，同时采集监测人员的培训信息并对培训信息进行处理得到监测人员的训累值；其中培训信息包括培训的时刻以及每次培训对应的培训得分；对培训信息进行处理的具体过程为：将培训得分依据培训的时刻先后顺序进行排序，然后将培训的时刻与对应的培训得分代入预先构建的时刻得分折线图中，连接折线图中相邻两个培训得分对应的点得到分连线，计算分连线的斜率和方向，当分连线与水平线的夹角为锐角，则将该分连线的斜率标记为第一斜率；当分连线与水平线的夹角为钝角，则将该分连线的斜率标记为第二斜率，当分连线与水平线平行时，获取分连线所处的培训得分，设定若干个培训得分，每个培训得分对应一个预设固定值，将该分连线所处的培训得分预若干个培训得分进行匹配以得到对应的预设固定值，其中预设固定值与培训得分成正比；将所有的第一斜率进行求和得到第一斜率总值，将所有的第二斜率的绝对值进行求和得到第二斜率总值，将所有的预设固定值进行求和得到固定总值；提取第一斜率总值、第二斜率总值和固定总值的数值并分别标记为XV1、XV2和XV3，代入预设模型XL3=（XV1×m1+XV3×m3）/XV2×m2得到监测人员的训累值XL3；其中，m1、m2和m3均为预设权重因子；将训累值发送至数据库内存储；
统计分析模块采集监测人员对日常监测的日期以及日常监测总次数和提交的监测异常指令的总次数并发送至数据库内存储，同时对监测人员进行测处值分析，具体分析过程为：将日常监测的日期依据时间先后顺序进行排序，计算相邻两个日常监测的日期时间间隔得到间隔天数，将所有的间隔天数进行均值得到间隔平均天数，提取间隔平均天数、日常监测总次数和提交的监测异常指令总次数的数值，并将其数值分别乘以预设权重占比再求和得到监测人员的测处值并发送至数据库内存储。
2.根据权利要求1所述的一种深部软岩巷道预应力锚杆支护监测方法，其特征在于，所述巷道表面位移监测内容包括顶底板相对移近量、顶板下沉量、底鼓量、两帮相对移近量和巷帮位移量；综合监测站采用十字布点法安设，每个综合监测站安设两个监测断面，监测断面间距应不大于两排锚杆间距。
3.根据权利要求2所述的一种深部软岩巷道预应力锚杆支护监测方法，其特征在于，所述顶板离层指示仪的浅基点固定在锚杆端部位置，深基点固定在锚杆上方稳定岩层内300mm～500mm；若无稳定岩层，深基点在顶板中的深度不小于巷道跨度的1.5倍；采用测力锚杆监测加长锚固锚杆的受力状况，采用锚杆测力计监测端部锚固锚杆的受力状况。
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