CN117739904B - 一种在动压影响下深部软岩巷道变形控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在动压影响下深部软岩巷道变形控制方法，具体涉及测量监测技术领域，通过对全站仪实时测量数据异常程度的判断标准和实时获取过程中异常数据的统计，有效识别全站仪运行中的异常情况，在生成报警信号时，触发紧急响应机制，确保在深部软岩巷道撤回到地上的过程中对变形情况监测的准确性；通过对全站仪纠错频率、输出波动变异值以及全站仪电磁影响指数的归一化处理计算变形监测状态预警系数，通过变形监测状态预警系数对全站仪的运行状态的分析，保证在状态良好的情况下能够及时捕捉深部软岩巷道中支护结构的变形情况，使得在动压作用下可以及时采取控制措施，确保支护结构的稳定性。

Description

一种在动压影响下深部软岩巷道变形控制方法

技术领域

本发明涉及测量监测技术领域，更具体地说，本发明涉及一种在动压影响下深部软岩巷道变形控制方法。

背景技术

深部软岩巷道是指位于地下深部，经过软弱岩石层的地下深部软岩巷道，这种类型的深部软岩巷道通常存在于地下矿山、隧道、地下工程等场合；在煤矿工作面回撤过程(在煤矿采煤作业中，完成对煤矿工作面的刷煤、扩煤等采煤操作后，开始对采出煤炭的工作面进行回撤、撤离和整体后移的阶段)中。煤炭和煤炭设备通过深部软岩巷道撤回到地上，在通过深部软岩巷道撤回到地上的过程中，由于深部软岩巷道存在动压影响，为了保证撤回的安全性，针对深部软岩巷道在动压作用下可能发生的变形问题，采取的一系列工程措施和管理手段，以确保巷道的稳定性和安全性，其中包括使用全站仪对深部软岩巷道的支护结构的变形情况进行实时监测。

目前对于全站仪的故障的判断通常是在故障发生后进行报警，缺乏对全站仪的运行状态的实时分析，在煤炭和煤炭设备通过深部软岩巷道撤回到地上这种高危的场景中，若不能及时发现全站仪的故障情况，会导致监测数据的不准确或缺失，进而可能无法及时发现支护结构的变形问题，这可能导致工程人员无法及时采取必要的措施来应对潜在的安全风险，增加了在撤回过程中发生问题的风险。

为了解决上述问题，现提供一种技术方案。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种在动压影响下深部软岩巷道变形控制方法以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种在动压影响下深部软岩巷道变形控制方法，包括如下步骤：

S1：对深部软岩巷道撤回到地上的过程中的全站仪实时测量数据存在异常的程度进行量化分析；将全站仪实时测量数据存在异常的程度的量化结果与预设阈值比较，生成报警信号或继续分析信号；

S2：获取在深部软岩巷道撤回到地上的过程中全站仪进行自动水平调整和校准的频率；实时对全站仪输出端的波动情况进行分析，对全站仪输出端的测量精度的准确性进行评估；

S3：对深部软岩巷道中全站仪受到的电磁干扰情况进行分析，建立全站仪电磁干扰影响评价指标；

S4：当继续分析信号时，综合分析深部软岩巷道撤回到地上的过程中全站仪进行自动水平调整和校准的频率、全站仪输出端的波动情况以及全站仪电磁干扰影响评价指标，对全站仪的运行状态进行预警，生成变形监测风险信号或变形监测正常信号。

在一个优选的实施方式中，在S1中，当全站仪实时测量的某个测量数据存在缺失或测量数据数值异常的，则将该全站仪实时测量的测量数据标记为异常测量数据；

实时获取深部软岩巷道撤回到地上的过程的持续时间，实时获取深部软岩巷道撤回到地上的过程的持续时间内总测量数据的数量；将深部软岩巷道撤回到地上的过程的持续时间内异常测量数据的数量与深部软岩巷道撤回到地上的过程的持续时间内总测量数据的数量的比值标记为测量数据异常比；

将测量数据异常比与预设阈值进行比较：

当测量数据异常比大于预设阈值，生成报警信号；

当测量数据异常比小于等于预设阈值，生成继续分析信号。

在一个优选的实施方式中，在S2中，实时计算深部软岩巷道撤回到地上的过程的持续时间内的全站仪纠错频率，全站仪纠错频率为深部软岩巷道撤回到地上的过程的持续时间内触发全站仪进行自动水平调整和校准的次数与深部软岩巷道撤回到地上的过程的持续时间的比值。

在一个优选的实施方式中，设定输出监测区间；在输出监测区间内在时间顺序上均匀的监测到多个全站仪激光束的激光功率，对输出监测区间内监测到的全站仪激光束的激光功率按照时间顺序进行编号，对相邻的全站仪激光束的激光功率的波动情况进行分析，计算输出波动变异值，其表达式为：其中，k为输出监测区间内监测到的全站仪激光束的激光功率的数量，w为输出监测区间内监测到的全站仪激光束的激光功率的编号；w＝1、2、3、......、k，w、k均为大于1的整数；SC^bz、jgv_w+1、jgv_w分别为输出波动变异值、输出监测区间内第w+1个监测到的全站仪激光束的激光功率以及输出监测区间内第w个监测到的全站仪激光束的激光功率。

在一个优选的实施方式中，在S3中，实时对全站仪受到的电磁干扰情况进行分析，具体为：

设定外部干扰监测区间；实时获取外部干扰监测区间内全站仪所在区域的电磁场强度，获取外部干扰监测区间内全站仪所在区域的电磁场强度大于电磁场强度阈值的时间长度，将外部干扰监测区间内全站仪所在区域的电磁场强度大于电磁场强度阈值的时间长度与外部干扰监测区间对应的时间长度的比值标记为电磁影响程度值；

获取外部干扰监测区间的终点对应的全站仪所在区域的电磁场强度；将外部干扰监测区间的终点对应的全站仪所在区域的电磁场强度标记为实时电磁场强度；

将电磁影响程度值和实时电磁场强度进行去单位处理，将去单位处理后的电磁影响程度值和实时电磁场强度进行加权处理，建立全站仪电磁干扰影响评价指标，全站仪电磁干扰影响评价指标为全站仪电磁影响指数。

在一个优选的实施方式中，在S4中，当继续分析信号时，将全站仪纠错频率、输出波动变异值以及全站仪电磁影响指数进行归一化处理，将归一化处理后的全站仪纠错频率、输出波动变异值以及全站仪电磁影响指数分别赋予预设比例系数，计算变形监测状态预警系数。

在一个优选的实施方式中，将变形监测状态预警系数与变形监测状态预警阈值进行比较，对全站仪的运行状态进行预警：

当变形监测状态预警系数大于变形监测状态预警阈值，生成变形监测风险信号；

当变形监测状态预警系数小于等于变形监测状态预警阈值，生成变形监测正常信号。

在一个优选的实施方式中，还包括S5：在变形监测正常信号时，根据全站仪与仪器的测量值，对从深部软岩巷道撤回到地上的过程的安全性进行评估。

本发明一种在动压影响下深部软岩巷道变形控制方法的技术效果和优点：

1、通过对全站仪实时测量数据异常程度的判断标准和实时获取过程中异常数据的统计，有效识别全站仪运行中的异常情况，生成报警信号时，能够及时发现设备本身或相关设备存在的问题，触发紧急响应机制，确保在深部软岩巷道撤回到地上的过程中对变形情况监测的准确性。

2、通过对全站仪纠错频率、输出波动变异值以及全站仪电磁影响指数的归一化处理和综合计算，得到变形监测状态预警系数。通过变形监测状态预警系数对全站仪的运行状态的分析，保证在状态良好的情况下能够及时捕捉深部软岩巷道中支护结构的变形情况，这使得在动压作用下可以及时采取控制措施，确保支护结构的稳定性。

附图说明

图1为本发明一种在动压影响下深部软岩巷道变形控制方法示意图。

具体实施方式

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、完整的描述，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做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。

实施例

对深部软岩巷道的动压影响包括：

流体或气体流动会在深部软岩巷道顶部产生压力，可能导致岩体的沉降、剥落或塌方，对深部软岩巷道顶部支护结构造成影响。

动压也可能影响深部软岩巷道的侧壁稳定性。流体流动引起的压力可能导致深部软岩巷道侧壁的沉降、塌方或产生裂缝，对侧壁支护结构构成威胁。

动压可能对深部软岩巷道支护结构，如锚杆、梁、网等产生挤压力，影响这些支护结构的稳定性和有效性。

煤矿工作面回撤过程是指在煤矿采煤作业中，完成对煤矿工作面的刷煤、扩煤等采煤操作后，开始对采出煤炭的工作面进行回撤、撤离和整体后移的阶段。这一过程通常包括以下主要步骤：

刷煤和扩煤：在采煤工作面，采煤机沿着煤层方向进行刷煤作业，将煤炭刨削出来。随着工作面的逐步推进，同时进行扩煤操作，即向两侧扩大工作面的宽度，以提高煤炭的产量。

支护结构的应用：在煤矿工作面刷煤和扩煤过程中，需要对工作面的巷道进行支护，以防止岩层的塌方和保障工作面的安全。常见的支护结构包括锚杆、梁、液压支架等。

安全回撤：当一段工作面的煤炭被刷煤完毕后，开始进行工作面的回撤。回撤是指将支护结构和设备逐步撤离该段工作面，使之逐渐后移。这个过程需要谨慎进行，以确保工作面的稳定性和采空区的安全。

撤出采空区：随着工作面的回撤，相应的采空区形成。在回撤过程中，需要及时撤出采空区内的设备、人员以及支护结构，以避免潜在的安全风险。

设备后移：随着工作面的回撤，采煤机、运输机等设备需要逐步后移，以保持与工作面的适当距离，同时为下一阶段的采煤工作做好准备。

图1给出了本发明一种在动压影响下深部软岩巷道变形控制方法，其包括如下步骤：

S1：对深部软岩巷道撤回到地上的过程中的全站仪实时测量数据存在异常的程度进行量化分析；将全站仪实时测量数据存在异常的程度的量化结果与预设阈值比较，生成报警信号或继续分析信号。

S2：获取在深部软岩巷道撤回到地上的过程中全站仪进行自动水平调整和校准的频率；实时对全站仪输出端的波动情况进行分析，对全站仪输出端的测量精度的准确性进行评估。

S3：对深部软岩巷道中全站仪受到的电磁干扰情况进行分析，建立全站仪电磁干扰影响评价指标。

S4：当继续分析信号时，综合分析深部软岩巷道撤回到地上的过程中全站仪进行自动水平调整和校准的频率、全站仪输出端的波动情况以及全站仪电磁干扰影响评价指标，对全站仪的运行状态进行预警，生成变形监测风险信号或变形监测正常信号。

S5：在变形监测正常信号时，根据全站仪与其他仪器的测量值，对从深部软岩巷道撤回到地上的过程的安全性进行评估。

在S1中，全站仪的运行状态直接关系到对深部软岩巷道中支护结构变形的实时监测和控制。如果全站仪的运行状态良好，能够稳定、准确地进行测量和监测，那么可以更有效地捕捉到深部软岩巷道中支护结构的变形情况。这对于在动压影响下进行及时的变形控制至关重要。

一旦全站仪出现故障或运行状态不佳，可能导致实时监测数据的不准确或缺失，从而降低对支护结构变形的监控效果。这可能延迟对潜在问题的察觉，增加了在动压作用下深部软岩巷道中支护结构失稳或变形的风险。

因此，确保全站仪的正常运行和及时进行维护，对于深部软岩巷道中支护结构的变形控制至关重要。

在深部软岩巷道撤回到地上的过程中，全站仪实时测量数据若存在异常，可能对深部软岩巷道的撤回过程和支护结构的安全性产生不利影响，以下是可能的影响：

异常的全站仪测量数据可能导致对深部软岩巷道结构变形和稳定性的误判。这可能增加支护结构失稳或巷道坍塌的风险，对工作人员和设备安全构成威胁。

全站仪的异常测量数据可能导致对支护结构变形的监测不准确。这可能使得工程人员难以及时察觉并采取必要的措施来应对可能的巷道变形和破坏。

异常数据可能使工程人员难以做出正确的决策，包括是否暂停工作、是否需要进行进一步的检查和修复等。这可能影响整个工程的进展和安全管理。

异常的全站仪测量数据可能会误导工程人员，导致不必要的维护或修复工作，浪费资源和时间。

因此，确保全站仪实时测量数据的准确性和可靠性对于深部软岩巷道的安全撤回和支护结构的稳定至关重要。及时发现和处理异常数据，采取适当的纠正措施，是确保工程安全的重要步骤。

全站仪实时测量数据存在异常的判断标准为：当全站仪实时测量的某个测量数据存在缺失或测量数据数值异常的，则将该全站仪实时测量的测量数据标记为异常测量数据。

实时获取深部软岩巷道撤回到地上的过程的持续时间，在深部软岩巷道撤回到地上的过程的持续时间内，若频繁出现异常测量数据，则说明由于全站仪本身或其相关设备存在故障，设备故障可能导致测量不准确。

其中，全站仪一般都有设置测量数据的数据输出范围，测量数据数值异常指的是在测量过程中，全站仪采集到的测量数据数值超出了事先设定的测量数据的数据输出范围，数据输出范围指的是全站仪输出的测量数据的数值范围，即测量结果的数值在这个范围内。这个范围通常由全站仪的设计和技术规格决定，以确保测量结果的准确性和可靠性。

举例来说，如果一台全站仪的水平角度测量精度为±1秒，那么它的数据输出范围可能在水平角度方向为从-3600秒到+3600秒之间；这表示测量结果的数值在这个范围内，将超出这个范围的数值视为异常数据。即将不在数据输出范围的测量数据标记为异常测量数据。

测量数据存在缺失指的是在数据采集或测量的过程中，某些数据点没有被成功获取或记录，造成数据集中存在空缺或缺失值。

实时获取深部软岩巷道撤回到地上的过程的持续时间内总测量数据的数量；将深部软岩巷道撤回到地上的过程的持续时间内异常测量数据的数量与深部软岩巷道撤回到地上的过程的持续时间内总测量数据的数量的比值标记为测量数据异常比。

测量数据异常比越大，说明异常数据在总体测量数据中的比例较高。这可能表明在深部软岩巷道撤回到地上的过程中，测量系统产生了相对较多的异常数据，相对于总体测量数据而言，异常情况比较显著。异常数据可能导致对支护结构变形的未能及时发现，从而增加了深部软岩巷道撤回到地上的过程中可能存在的安全风险。

将测量数据异常比与预设阈值进行比较：

当测量数据异常比大于预设阈值，生成报警信号，有较多的异常测量数据存在，立即触发相应的应急响应机制，通知相关人员或系统进行详细的异常数据分析，排查可能的问题原因，并采取必要的措施进行修复或调整，这可能包括检查全站仪设备、校准系统、清理传感器等操作。

当测量数据异常比小于等于预设阈值，生成继续分析信号，表示不存在或虽然存在一些异常测量数据，但在可接受的范围内，不需要立即采取紧急措施，而是需要进行进一步的详细分析。

其中，预设阈值是本领域专业技术人员根据全站仪对异常数据存在的要求标准以及在实际深部软岩巷道撤回到地上的过程中的安全要求标准等其他实际情况进行设定，此处不再赘述。

通过对全站仪实时测量数据异常程度的量化分析，可以检测到深部软岩巷道在撤回到地上的过程中对变形情况监测的准确性。生成报警信号表明可能存在异常情况，从而及时判断对变形监测的准确性，优化对深部软岩巷道支护结构变形的控制。

在S2中，水平调整为：全站仪内部的水平传感器会检测仪器是否水平。如果检测到水平不准确，全站仪将自动进行调整，通过调整水平的螺丝或其他机械部件来确保仪器水平。

校准为：全站仪内部的测量系统可能需要定期进行校准，以保持测量的精确性。这涉及到使用已知标准进行比较，然后根据比较结果对全站仪进行调整。

全站仪进行自动水平调整和校准的这个过程通常是自动的，全站仪能够在使用过程中自主进行水平调整和校准，而不需要用户手动干预。这有助于确保仪器在各种工作条件下都能提供准确的测量结果。

若触发全站仪进行自动水平调整和校准的次数较为频繁，可能是全站仪内部传感器、机械部件或校准系统存在问题的迹象，这可能会影响全站仪的测量准确性和可靠性。

实时计算深部软岩巷道撤回到地上的过程的持续时间内的全站仪纠错频率，全站仪纠错频率为深部软岩巷道撤回到地上的过程的持续时间内触发全站仪进行自动水平调整和校准的次数与深部软岩巷道撤回到地上的过程的持续时间的比值。

全站仪纠错频率即为全站仪进行自动水平调整和校准的频率。

全站仪的输出端通过发射激光束进行测量，激光束被反射回仪器，通过测量激光的角度和时间来计算测量点的坐标，从而对支护结构的变形问题进行监测。

若全站仪激光束的激光功率变化波动越大，可能反映了全站仪在输出激光时的不稳定性或激光系统的变化。这种波动可能由多种因素引起，包括仪器内部的技术问题、环境条件的变化、设备老化等。

激光功率的波动大可能表示全站仪输出的激光信号在空间中存在不均匀的强度分布或者在时间上发生了不稳定的变化。这可能会影响测量的准确性和稳定性。

设定输出监测区间，输出监测区间为实时监测区间，输出监测区间对应的时间长度是固定的，且输出监测区间的终点始终为实时时间。

对深部软岩巷道撤回到地上的过程的输出监测区间内的全站仪激光束的激光功率的波动情况进行分析：

在输出监测区间内在时间顺序上均匀的监测到多个全站仪激光束的激光功率，对输出监测区间内监测到的全站仪激光束的激光功率按照时间顺序进行编号，对相邻的全站仪激光束的激光功率的波动情况进行分析，计算输出波动变异值，其表达式为：其中，k为输出监测区间内监测到的全站仪激光束的激光功率的数量，w为输出监测区间内监测到的全站仪激光束的激光功率的编号；w＝1、2、3、......、k，w、k均为大于1的整数；SC^bz、jgv_w+1、jgv_w分别为输出波动变异值、输出监测区间内第w+1个监测到的全站仪激光束的激光功率以及输出监测区间内第w个监测到的全站仪激光束的激光功率。

输出波动变异值越大，全站仪输出端的激光功率的波动情况越严重，对全站仪输出端的测量精度的准确性越差，对支护结构的变形问题进行监测的准确性越糟糕。

在深部软岩巷道中，动压可能对全站仪的输出端产生波动，影响测量精度。通过实时对全站仪输出端的波动情况进行分析，并对测量精度的准确性进行评估，有助于判断在动压作用下全站仪的性能状态，从而实现深部软岩巷道的支护结构的变形控制。

在S3中，在深部软岩巷道中，全站仪受到电磁干扰的情况是常见的，矿山和地下工程现场通常存在大量的电气设备、照明设施、通信设备等，这些设备都有潜在的电磁辐射源，这样的电磁干扰源可能对全站仪的测量精度和稳定性产生不利影响。

实时对全站仪受到的电磁干扰情况进行分析，具体为：

在一段时间内偶尔出现电磁干扰对全站仪的影响不大，但若较为频繁的出现较大的电磁干扰，对全站仪的测量精度有着较大影响，导致测量误差增加，甚至可能使测量结果无法满足要求。

设定外部干扰监测区间，外部干扰监测区间为实时监测区间，外部干扰监测区间对应的时间长度是固定的，且外部干扰监测区间的终点始终为实时时间。外部干扰监测区间一般设置较小，例如可以设置为15秒，既能监测实时性，也能对最近短期内的电磁干扰进行综合评估。

实时获取外部干扰监测区间内全站仪所在区域的电磁场强度，获取外部干扰监测区间内全站仪所在区域的电磁场强度大于电磁场强度阈值的时间长度，将外部干扰监测区间内全站仪所在区域的电磁场强度大于电磁场强度阈值的时间长度与外部干扰监测区间对应的时间长度的比值标记为电磁影响程度值。

获取外部干扰监测区间的终点对应的全站仪所在区域的电磁场强度。将外部干扰监测区间的终点对应的全站仪所在区域的电磁场强度标记为实时电磁场强度。

将电磁影响程度值和实时电磁场强度进行去单位处理，将去单位处理后的电磁影响程度值和实时电磁场强度进行加权处理，建立全站仪电磁干扰影响评价指标，全站仪电磁干扰影响评价指标为全站仪电磁影响指数，全站仪电磁影响指数的表达式为：QY^yz＝a*dcy+b*ssq，其中，QY^yz、dcy、ssq分别为全站仪电磁影响指数、电磁影响程度值以及实时电磁场强度；a、b分别为电磁影响程度值以及实时电磁场强度的权重系数，且a、b大于0。

全站仪电磁影响指数越大，这可能表示全站仪所在区域的电磁场强度较高，电磁影响程度值较大，从而对全站仪的运行状态产生较大的影响，暗示全站仪受到了较强的电磁干扰，存在一定的故障隐患。

电磁场强度阈值是本领域专业技术人员根据全站仪的型号以及对电磁干扰的承受标准等其他实际情况进行设定的，此处不再赘述。

其中，电磁场强度可以基于电磁场强度仪获取的。

在S4中，当继续分析信号时，将全站仪纠错频率、输出波动变异值以及全站仪电磁影响指数进行归一化处理，将归一化处理后的全站仪纠错频率、输出波动变异值以及全站仪电磁影响指数分别赋予预设比例系数，计算变形监测状态预警系数。

其中，本发明可使用以下公式进行变形监测状态预警系数的计算，表达式为：BXjx＝ln(α₁*QZ^jp+α₂*SC^bz+α₃*QY^yz+1)；其中，BXjx为变形监测状态预警系数，α₁、α₂、α₃分别为全站仪纠错频率、输出波动变异值以及全站仪电磁影响指数的预设比例系数，且α₁、α₂、α₃均大于0。

变形监测状态预警系数越大，从深部软岩巷道撤回到地上的过程中全站仪对支护结构的变形情况的监测的准确性和可信度越差，会造成以下问题：

系统可能频繁产生误报，即发出变形异常的警报，但实际上支护结构可能并没有发生重大变形。这可能导致不必要的工作中断或紧急处理，增加了操作的困难和成本。如果系统无法准确监测支护结构的真实变形情况，可能导致实际存在的问题未被及时检测到，从而漏报了潜在的危险或结构损伤，增加了安全风险。不准确的监测可能导致对支护结构的错误处理，进而影响深部软岩巷道工程的质量，增加维护和修复的成本。

将变形监测状态预警系数与变形监测状态预警阈值进行比较，对全站仪的运行状态进行预警：

当变形监测状态预警系数大于变形监测状态预警阈值，生成变形监测风险信号，此时全站仪的运行状态存在故障或即将出现故障的可能性较大，这可能导致变形监测的不稳定性，从而降低了对支护结构变形的有效监控。此时，可能影响到全站仪对深部软岩巷道支护结构变形情况的监测准确性和可信度。一旦发现变形监测风险信号，首要的步骤是立即停止深部软岩巷道的撤回和相关的工程活动，以避免进一步的风险和损害，及时发现并处理全站仪运行状态的异常，修复或更换可能存在问题的设备，可以维护变形监测的准确性和稳定性，确保支护结构的安全性，进行全面的检查，包括支护结构、巷道周围岩体、设备等，以确定导致变形监测风险信号的具体原因。针对检查中发现的问题，采取必要的修复和维护措施，包括修补或更换受损的支护结构、处理岩体稳定性问题等。在进行修复和维护后，重新进行变形监测，确保监测系统正常运行，并提供准确的变形数据。

当变形监测状态预警系数小于等于变形监测状态预警阈值，生成变形监测正常信号，此时全站仪的运行状态存在故障或即将出现故障的可能性较小，全站仪能正常的对支护结构的变形情况进行监测，从而实现对支护结构的管理。

其中，变形监测状态预警阈值是本领域专业技术人员根据变形监测状态预警系数的大小，以及对全站仪对支护结构的变形情况的监测的准确性的要求标准等其他实际情况进行设定，此处不再赘述。

在S5中，最后，当生成变形监测正常信号，根据全站仪的测量值，并结合其他仪器(位移传感器、倾斜仪、应变计等)的测量值，对从深部软岩巷道撤回到地上的过程的安全性进行评估。

根据全站仪与其他仪器的测量值，对从深部软岩巷道撤回到地上的过程的安全性进行评估的过程，现有技术已较为成熟，具体可包括：

获取全站仪的监测数据，并根据监测数据判断是否存在危险(常用的方法是设置监测点，通过实时监测这些点的位移、变形等数据来评估支护结构的稳定性。)

获取全站仪监测数据：持续收集全站仪的测量数据，包括巷道变形、支护结构位移等相关信息。

综合其他传感器数据：结合其他位移传感器、倾斜仪、应变计等各类传感器的数据，形成全面的变形监测数据集。

设置监测点：在深部软岩巷道中设置监测点，这些点可以覆盖关键的支护结构和岩体部位。通过实时监测这些监测点的位移、变形等数据，以更全面地评估支护结构的稳定性。

综合预警：综合各传感器数据，通过数学模型或专业算法，生成综合预警结果。这可能涉及到对各个监测点位移、倾斜角度、应变等数据的分析和综合评估。

判断是否存在危险：根据综合预警结果，判断是否存在支护结构的不稳定或潜在危险。如果预警结果超过设定的阈值，可能需要采取进一步的措施，如加强支护、进行修复工作或采取其他安全防护手段。

上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数以及阈值选取由本领域的技术人员根据实际情况进行设置。

上述实施例，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或其他任意组合来实现。当使用软件实现时，上述实施例可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令或计算机程序。在计算机上加载或执行所述计算机指令或计算机程序时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以为通用计算机、专用计算机、计算机网络，或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集合的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)，或者半导体介质。半导体介质可以是固态硬盘。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块及算法步骤，能够以电子硬件，或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所属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、装置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。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其他的方式实现。例如，以上所描述的装置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，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接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其他的形式。

所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，既可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。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。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。

所述功能如果以软件功能模块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，本申请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)执行本申请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(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种在动压影响下深部软岩巷道变形控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：对深部软岩巷道撤回到地上的过程中的全站仪实时测量数据存在异常的程度进行量化分析；将全站仪实时测量数据存在异常的程度的量化结果与预设阈值比较，生成报警信号或继续分析信号；

S2：获取在深部软岩巷道撤回到地上的过程中全站仪进行自动水平调整和校准的频率；实时对全站仪输出端的波动情况进行分析，对全站仪输出端的测量精度的准确性进行评估；

S3：对深部软岩巷道中全站仪受到的电磁干扰情况进行分析，建立全站仪电磁干扰影响评价指标；

S4：当继续分析信号时，综合分析深部软岩巷道撤回到地上的过程中全站仪进行自动水平调整和校准的频率、全站仪输出端的波动情况以及全站仪电磁干扰影响评价指标，对全站仪的运行状态进行预警，生成变形监测风险信号或变形监测正常信号；

在S2中，实时计算深部软岩巷道撤回到地上的过程的持续时间内的全站仪纠错频率，全站仪纠错频率为深部软岩巷道撤回到地上的过程的持续时间内触发全站仪进行自动水平调整和校准的次数与深部软岩巷道撤回到地上的过程的持续时间的比值；

设定输出监测区间；在输出监测区间内在时间顺序上均匀的监测到多个全站仪激光束的激光功率，对输出监测区间内监测到的全站仪激光束的激光功率按照时间顺序进行编号，对相邻的全站仪激光束的激光功率的波动情况进行分析，计算输出波动变异值，其表达式为： 其中，k为输出监测区间内监测到的全站仪激光束的激光功率的数量，w为输出监测区间内监测到的全站仪激光束的激光功率的编号；w＝1、2、3、......、k，w、k均为大于1的整数；SC^bz、jgv_w+1、jgv_w分别为输出波动变异值、输出监测区间内第w+1个监测到的全站仪激光束的激光功率以及输出监测区间内第w个监测到的全站仪激光束的激光功率；

在S3中，实时对全站仪受到的电磁干扰情况进行分析，具体为：

设定外部干扰监测区间；实时获取外部干扰监测区间内全站仪所在区域的电磁场强度，获取外部干扰监测区间内全站仪所在区域的电磁场强度大于电磁场强度阈值的时间长度，将外部干扰监测区间内全站仪所在区域的电磁场强度大于电磁场强度阈值的时间长度与外部干扰监测区间对应的时间长度的比值标记为电磁影响程度值；

获取外部干扰监测区间的终点对应的全站仪所在区域的电磁场强度；将外部干扰监测区间的终点对应的全站仪所在区域的电磁场强度标记为实时电磁场强度；

将电磁影响程度值和实时电磁场强度进行去单位处理，将去单位处理后的电磁影响程度值和实时电磁场强度进行加权处理，建立全站仪电磁干扰影响评价指标，全站仪电磁干扰影响评价指标为全站仪电磁影响指数；

在S4中，当继续分析信号时，将全站仪纠错频率、输出波动变异值以及全站仪电磁影响指数进行归一化处理，将归一化处理后的全站仪纠错频率、输出波动变异值以及全站仪电磁影响指数分别赋予预设比例系数，计算变形监测状态预警系数。

2.根据权利要求1所述的一种在动压影响下深部软岩巷道变形控制方法，其特征在于：在S1中，当全站仪实时测量的某个测量数据存在缺失或测量数据数值异常的，则将该全站仪实时测量的测量数据标记为异常测量数据；

实时获取深部软岩巷道撤回到地上的过程的持续时间，实时获取深部软岩巷道撤回到地上的过程的持续时间内总测量数据的数量；将深部软岩巷道撤回到地上的过程的持续时间内异常测量数据的数量与深部软岩巷道撤回到地上的过程的持续时间内总测量数据的数量的比值标记为测量数据异常比；

将测量数据异常比与预设阈值进行比较：

当测量数据异常比大于预设阈值，生成报警信号；

当测量数据异常比小于等于预设阈值，生成继续分析信号。

3.根据权利要求2所述的一种在动压影响下深部软岩巷道变形控制方法，其特征在于：将变形监测状态预警系数与变形监测状态预警阈值进行比较，对全站仪的运行状态进行预警：

当变形监测状态预警系数大于变形监测状态预警阈值，生成变形监测风险信号；

当变形监测状态预警系数小于等于变形监测状态预警阈值，生成变形监测正常信号。

4.根据权利要求3所述的一种在动压影响下深部软岩巷道变形控制方法，其特征在于：还包括S5：在变形监测正常信号时，根据全站仪与仪器的测量值，对从深部软岩巷道撤回到地上的过程的安全性进行评估。