本技术涉及一种利用GNSS技术的巷道位移监测预警系统及其方法,包括测量、基准和数据处理三个模块。系统在巷道沿长度方向设置多个断面,每个断面均布多个监测点,每个点固定一个测量模块,负责采集围岩位移数据。基准模块固定于地表,与数据处理终端相连,终端利用基准数据校正测量数据,并实时监测巷道位移,提高监测精度,实现全断面连续监测。
背景技术
煤矿深部开采条件下,采动煤岩体受上覆岩层自重、构造应力、采动应力等高静载应力作用,容易在巷道围岩上产生高应力作用,引起巷道变形,严重威胁巷道围岩的稳定性,影响煤矿开采工作顺利进行。目前,巷道表面变形监测方法主要有十字布点法和传感器法,这两种方法主要存在以下缺陷与不足:
(1)监测时效性差。
十字布点法的监测通常需要人工操作,包括设置布点、测量等,这不仅费时费力,而且容易受到人为因素的影响,如误差、监测频率不稳定等,这些布点的设置通常是有限的,因此,该方法无法全面反映整个巷道或隧道的变形情况,特别是对于变形分布不均匀或局部变形较大的情况。并且,该方法在数据采集、更新和效率方面存在较大的滞后性和不确定性,无法提供实时或连续的变形数据。
使用应变传感器进行监测时,现有的产品在数据采集上受到采集频率限制,导致监测数据无法满足实时性和准确性要求,这使得它在及时发现变形异常或紧急情况方面存在一定的不足。
(2)监测结果可靠性差。
应变传感器通常是一种精密的电子设备,易被机械损坏,或受到电磁干扰等因素的影响,需要进行维护和保养,否则会影响监测系统的正常运行和数据准确性,且传统应变传感器只能得到巷道应变数据,无法得到巷道围岩真实位移数据。
(3)环境适应性差。
由于巷道环境的复杂性,巷道所在区域可能存在断层、滑坡带或溶洞等地质构造,以及存在高应力集中或地下水大量渗透等情况,导致围岩极不稳定,威胁人员安全;巷道内部可能存在有毒气体、高温或极端湿度等不利条件,人员无法长时间停留,传统监测设备在复杂地质环境中难以有效布置和操作,导致监测难度加大。
实现思路