在地下巷道掘进过程中,顶板的稳定性直接关系到作业人员的生命安全和作业环境的稳定性。顶板掉落可能导致作业人员被砸伤、埋压,造成严重的人员伤亡事故;掉落的顶板可能损坏巷道内的设备,影响矿山的生产进度和经济效益;另外顶板掉落还可能引发连锁反应,导致周围岩层的不稳定,增加后续坍塌风险等,因此对矿井顶板进行有效安全监测至关重要!

目前巷道顶板监测方式主要有以下几种:

微震监测技术

在井下或地面安装振动及速度传感器,获取岩体破断的振动波,实现对工作面顶板活动规律的监测,但该方法存在监测盲点,且效率较低。

三维激光扫描技术

采用非接触式高速激光的测量方式,快速扫描目标,获得点云数据,通过激光到达和返回时差计算距离,对比两次距离,计算煤壁位移,标识片帮危险区域,但监测精度低,且无法实时监测。

分布式光纤技术

采用钢绞线光纤作为感测光纤,通过顶板光纤的应变变化来监测顶板变形状况,实现对煤矿巷道顶板的实时在线分布式监测,但监测精度随时间降低,不适合长时间工作。

综上所述,现有顶板监测方案难以实现连续实时的精确监测。对此,海克斯康测量系统推出全新的IDS Hydra巷道掘进面&顶板掉落监测预警方案,它是基于微波干涉测量技术的监测和预警系统,是用高精度雷达来监测顶板微小形变的全新方案!

IDS Hydra

巷道掘进面&顶板掉落监测预警方案

IDS Hydra雷达监测系统将圆弧式合成孔径技术和微波干涉测量技术相结合,位移测量精度可达0.1mm,能够对顶板监测区进行秒级连续扫描,监测数据现场即时处理,三维直观展示顶板监测区形变情况,另外系统集成自动报警功能,在事故发生前提醒现场人员及时撤离,保障生产安全!

此外IDS Hydra监测系统具有丰富多样地安装形式,如顶板悬挂安装、三角架安装、隧道侧壁安装等,可根据现场监测环境灵活选择,全方位满足您的监测需求。

IDS Hydra

金属矿巷道顶板监测案例

在金属矿巷道掘进过程中,存在多种潜在危险,如钻孔机钻眼和清理浮石作业时顶板可能掉落,以及爆破作业时顶板有坍塌的风险。为保障矿井安全运营,某金属矿采用IDS Hydra监测系统对巷道顶板进行监测。

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准备工作

将IDS Hydra便携式雷达监测系统安装在距离监测区约20m处,单人即可快速完成整个系统组装、连线、通电等,准备工作完毕后,系统一键启动即可开始运行。

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三维模型获取

IDS Hydra雷达系统集成的激光传感器获取监测区域高分辨率三维数字高程模型,用做底图显示,形变信息直观且好辨识。

无需借助外部设备即可获取

高精度三维数字高程模型

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形变色谱图

系统自动处理数据,并将形变信息自动叠加至三维模型上做显示,不同的颜色代表不同的形变值,整个监测区域形变信息一目了然。

另外通过选点或区域工具查看掘进面某特定点或区域的形变时间序列曲线。

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自动报警

当顶板监测区形变速度超过所设定的预警值时,系统会自动发出报警提示,且形变数据可与图像对比分析,能够直观看到顶板危险区域。

钻孔机作业过程中顶板形变预警情况

自动警报提醒装置

IDS Hydra巷道掘进面&顶板掉落监测预警方案能够有效减少因安全事故导致的生产中断,保证生产的连续性和稳定性。同时,通过精确的监测数据,可以优化作业流程和资源配置,提高生产效率!