CN109556775A - 一种监测冲击地压危险性的方法 - Google Patents

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CN109556775A CN201811326590.1A CN201811326590A CN109556775A CN 109556775 A CN109556775 A CN 109556775A CN 201811326590 A CN201811326590 A CN 201811326590A CN 109556775 A CN109556775 A CN 109556775A
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杨光宇
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Abstract

本申请提供一种监测冲击地压危险性的方法，该监测冲击地压危险性的方法包括：监测锚杆和/或锚索的支护应力；根据所述锚杆和/或锚索的支护应力，确定用于评价冲击地压危险等级的监测指标；根据所述监测指标与不同冲击地压危险等级临界指标关系，确定冲击地压的危险等级。本发明实施例中，将锚杆和/或锚索的支护应力用于进行冲击地压危险性分析，能够有效提高冲击地压预警的准确性。此外，通过锚杆和/或锚索的支护应力进行冲击地压监测，能够避免额外的打孔作业以及对正常掘进和回采工作造成的干扰，进而提高工作效率。

Description

一种监测冲击地压危险性的方法
技术领域
本发明涉及采矿技术领域，尤其涉及一种监测冲击地压危险性的方法。
背景技术
冲击地压是指煤矿井巷或工作面周围煤(岩)体由于弹性变形能的瞬时释放而产生的突然、剧烈破坏的动力现象，常伴有煤(岩)体瞬间位移、抛出、巨响及气浪等。其具有突发性，发生前一般无明显前兆，冲击过程短暂，持续时间为几秒到几十秒。它具有很大的破坏性，是煤矿重大灾害之一。
目前，常见的冲击地压局部监测预警方法为通过在井巷或工作面周围煤(岩)体内布置专门用于进行冲击地压监测的应力计，以实时监测井巷或工作面周围煤(岩)体的应力变化，但是，上述监测方案会对监测井巷或工作面周围煤(岩)体造成破坏，使得应力计的监测结果准确性较低。此外，这种应力计需要进行额外的打孔，会对正常掘进和回采工作造成干扰，影响工作效率。
因此，本领域中急需一种能够有效提高冲击地压预警准确性的监测方法。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种监测冲击地压危险性的方法和监测冲击地压的装置。
一种监测冲击地压危险性的方法，包括以下步骤：
步骤S110:监测锚杆和/或锚索的支护应力；
步骤S120:根据所述锚杆和/或锚杆的支护应力，确定用于评价冲击地压危险性的监测指标；
步骤S130:根据所述监测指标,确定监测区域冲击地压的危险性等级。
进一步地，如上所述的方法，在步骤S110之前，包括，首先确定监测区域，然后根据不同的监测区域进行不同的参量预警，并根据参量预警的结果确定监测区域冲击地压的危险性等级；所述监测区域包括：塑性区、弹性区、弹塑***界。
进一步地，如上所述的方法，所述支护应力包括：若干个监测区支护应力，每个监测区支护应力包括若干个监测断面支护应力，每个监测断面支护应力包括若干个测点组支护应力，每个测点组支护应力包括：锚杆和/或锚索监测得到的支护应力。
进一步地，如上所述的方法，所述测点组支护应力包括：上帮测点组支护应力、下帮测点组支护应力、顶板测点组支护应力、底板测点组支护应力、底角测点组支护应力、帮角测点组支护应力中的一个或多个测点组支护应力。
进一步地，如上所述的方法，所述监测指标包括以下指标中的至少一项：应力值指标、应力增幅指标、应力增速指标；
所述应力值指标根据以下公式确定：
IMY(t)＝YM(t)/YMB
其中，IMY(t)表示t时刻锚杆和/或锚索的应力值指标，YM(t)表示t时刻锚杆和/或锚索的应力值，YMB表示锚杆和/或锚索指标计算的标准值；
所述应力增幅指标根据以下公式确定：
其中，IMF(t)表示t时刻锚杆和/或锚索的应力增幅指标，YM(t)表示t时刻锚杆和/或锚索的应力值，YM(0)表示锚杆和/或锚索指标计算的初始应力值，YMB表示锚杆和/或锚索增幅和增速指标计算的标准值，YMF临表示锚杆和/或锚索应力增幅指标计算的临界应力值；
所述应力增速指标根据以下公式确定：
其中，IMS(t)表示t时刻锚杆和/或锚索应力增速指标，YM(t)表示t时刻锚杆和/或锚索的应力值，YM(t1)表示t1时刻锚杆和/或锚索的应力值，YMB表示锚杆和/或锚索增幅和增速指标计算的标准值，YMS临表示锚杆和/或锚索应力增速指标计算的临界应力值。
进一步地，如上所述的方法，所述根据所述锚杆和/或锚杆的支护应力，确定用于评价冲击地压危险性的监测指标，包括：
根据以下公式确定所述监测组中锚杆测点或者锚索测点的监测指标：
其中，IM(t)表示t时刻测点组的锚杆和/或锚索的监测指标，IMY(t)表示t时刻锚杆和/或锚索的应力值指标，IMF(t)表示t时刻锚杆和/或锚索的应力增幅指标，IMS(t)表示t时刻锚杆和/或锚索应力增速指标，KMY表示应力值指标的比重系数，KMF表示应力增幅指标的比重系数，KMS表示应力增速指标的比重系数。
进一步地，如上所述的方法，根据所述监测指标确定冲击地压的危险性，包括：根据所述监测指标和至少一个用于表示危险等级的预警指标，确定冲击地压的危险等级。
进一步地，如上所述的方法，所述锚杆和/或锚杆的支护应力属于第一范围，所述第一范围用于表示锚杆和/或锚索的有效支护应力范围。
进一步地，如上所述的方法，所述根据所述监测指标，确定冲击地压的危险性，包括：所述锚杆和/或锚杆的支护应力不属于第一范围时，确定所述冲击地压危险性为预设危险等级，所述第一范围用于表示锚杆和/或锚索的支护应力的失效范围。
进一步地，如上所述的方法，在步骤S130之后，还包括以下步骤：
步骤S140:输出预警信息，所述预警信息用于表示冲击地压的危险等级。
有益效果：
本发明实施例中，将锚杆和/或锚索的支护应力用于进行冲击地压危险性分析，由于锚杆索应力既可以监测巷道围岩一定范围内煤体应力变化，又可以监测围岩一定范围内岩体应力变化，锚杆索应力监测更加综合、全面，另外，支护初始力、支护力本身可以反映巷道围岩整体强度，因此，本发明采用锚杆和/或锚索的支护应力用于进行冲击地压危险性分析能够有效提高冲击地压预警的准确性。此外，通过锚杆和/或锚索的支护应力进行冲击地压监测，能够避免额外的打孔作业以及对正常掘进和回采工作造成干扰，进而提高工作效率。
附图说明
图1是本发明实施例的监测冲击地压危险性的方法的示意性流程图。
图2是本发明实施例的支护应力的监测体系的示意性框图。
图3是本发明实施例的测点组危险等级的确定方法的示意性流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本发明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。
实施例1：
本发明实施例中，提出了一种锚杆锚索联合监测预警冲击地压的方法和装置，能够有效提高冲击地压预警的准确度。
图1示出了根据本申请实施例的监测冲击地压危险性的方法的示意性流程图，该方法可以由冲击地压监测装置或设备执行。该方法包括以下步骤：
S110，监测锚杆和/或锚杆的支护应力。
本发明实施例中，可以制造独立的支护应力监测产品或者设备用于监测锚杆和/或锚索的支护应力。
S120，根据该锚杆和/或锚索的支护应力，确定用于评价冲击地压危险性的监测指标。
具体地，本实施例通过在巷道安装锚杆和/或锚索过程中，在螺帽与托盘之间安装矿用本安型锚杆(索)应力传感器，通过矿用本安型锚杆(索)应力传感器监测锚杆和/或锚索的支护应力；冲击危险性的评价或评估，可用围岩应力与强度的比值进行判断，锚杆和/或锚杆的支护应力可以反映围岩应力变化，在特定条件下，可评估巷道围岩强度。因此，根据所述锚杆和/或锚杆的支护应力，确定用于评价冲击地压危险性的监测指标；
S130，根据该监测指标，确定冲击地压的危险性。
具体地，通过与设定不同预警等级(无冲击地压危险、弱冲击地压危险、中等冲击地压危险和强冲击地压危险)的预警指标阈值对比，根据监测指标所在危险等级的指标区间，确定监测区域冲击地压的危险等级。
本发明实施例中，将锚杆和/或锚索的支护应力用于进行冲击地压危险性分析，由于锚杆索应力既可以监测巷道围岩一定范围内煤体应力变化，又可以监测围岩一定范围内岩体应力变化，锚杆索应力监测更加综合、全面，另外，支护初始力、支护力本身可以反映巷道围岩整体强度，因此，本发明采用锚杆和/或锚索的支护应力用于进行冲击地压危险性分析能够有效提高冲击地压预警的准确性。此外，通过锚杆和/或锚索的支护应力进行冲击地压监测，能够避免额外的打孔作业以及对正常掘进和回采工作造成干扰，进而提高工作效率。
应理解，本实施例中的监测指标可以是任何可以用于进行冲击地压危险性分析的指标，本发明不作具体限定。例如，可以是用于反映应力的指标，也可以是用于反映应力变化的指标。螺帽与托盘之间安装矿用本安型锚杆(索)应力传感器，通过锚杆(索)压力传感器监测锚杆和/或锚索的支护应力仅为一种优选的实现方式。本申请不限于此，例如，应力传感器可以安装在其它位置，又例如，还可以在围岩中作业应力监测孔，用于监测支护应力。预警指标阈值仅为一种优选的实现方式，甚至可以用监测指标直接表示冲击危险性等级。
实施例2：
由于冲击地压发生冲击的范围和具***置是不确定的，为了使得监测指标能够准确的对冲击地压进行危险性评估，可以进一步提高冲击地压预警的准确性，本发明以监测区域为出发点对由支护应力确定的监测指标进行层次化划分。
如图2所示，所述监测指标包括三个层次：用于区域预警的监测指标(例如，掘进工作面或者回采工作面)、用于断面预警的监测指标和用于某一锚杆和/或锚索的支护位置预警的监测指标，即该监测指标包括：监测组指标、监测断面指标和监测区指标。其中，所述监测区指标包括至少一个监测断面指标，该监测断面指标包括至少一个监测组指标，该监测组指标包括至少一个测点指标，该测点指标为锚杆测点的监测指标和/或锚索测点的监测指标。换句话说，可以将基于支护应力的监测区域划分为三个等级，即监测区、监测断面和监测组。
下面结合附图2对监测区、监测断面和监测组进行示例性说明：
图2是本发明实施例的基于支护压力的监测体系的示意性框图。
如图2所示，支护应力的监测包括对n个监测区的监测(如图所示的监测区1、监测区2至监测区n)，其中，监测区2包括n个监测断面(如图所示的监测断面1、监测断面2至监测断面n)，监测断面2包括多个监测组(例如，如图所示的上帮测点组、下帮测点组、顶板测点组、底板测点组、底角测点组和帮角测点组)，顶板测点组包括一个锚杆测点和一个锚索测点。
应理解，图2所示的支护压力的监测体系仅为示例，本发明实施例不限于此。
例如，顶板测点组包括一个锚杆测点和一个锚索测点仅为示例，在其他实施例中，其他测点组也可以包括多个锚杆测点和/或多个锚索测点。
又例如，监测断面2包括多个监测组仅为示例，在其他实施例中，其他断面也可以包括一个或多个监测组。
又例如，测点组包括一个锚杆测点和一个锚索测点仅为示例，在其他实施例中，测点组可以包括多个锚杆测点或者多个锚索测点，或者，测点组可以只包括锚杆测点，或者，测点组可以只包括锚索测点。
实施例3：(以监测断面2为例，监测断面2的监测指标为其内所有锚杆测点的最大值或者平均值，或者所有锚索测点的最大值或者平均值。)
本发明实施例中，可以以锚杆测点和/或锚索测点的监测指标为基础指标，并根据该基础指标确定监测组指标、监测断面指标和监测区指标。
例如，该监测组指标为监测组内所有锚杆测点和/或锚索测点的监测指标的平均值或者最大值。
又例如，该监测断面指标为监测断面内所有锚杆测点和/或锚索测点的监测指标的平均值或者最大值。
又例如，该监测区指标为监测区内所有锚杆测点和/或锚索测点的监测指标的平均值或者最大值。
实施例4；
本实施例在以上实施例的基础上，可以根据以下公式确定监测组中锚杆测点或者锚索测点的监测指标：
其中，IM(t)表示t时刻测点组的锚杆和/或锚索的监测指标，IMY(t)表示t时刻锚杆和/或锚索的应力值指标，IMF(t)表示t时刻锚杆和/或锚索的应力增幅指标，IMS(t)表示t时刻锚杆和/或锚索应力增速指标，KMY表示应力值指标的比重系数，KMF表示应力增幅指标的比重系数，KMS表示应力增速指标的比重系数。
应理解，本发明实施例中，以监测区内或者监测断面或者监测组内的所有锚杆测点和/或锚索测点的监测指标的平均值或者最大值为监测指标仅为示例性描述，本发明实施例不限于此。例如，在其他实施例中，也可以以锚杆测点和/或锚索测点的监测指标为基础指标，并基于基础指标的预警结果，确定监测组指标、监测断面指标和监测区指标。
下面结合表1对本发明实施例的以锚杆测点和/或锚索测点的监测指标为基础指标，并基于基础指标的预警结果，确定监测组指标的实现方式进行示例性说明：
表1测点组的监测预警方式
锚杆测点预警 锚索测点预警 测点组指标计算 预警级别
是 是 取大值 按值预警
是 否 锚杆指标 按值预警
否 是 锚索指标 按值预警
否 否 平均值 按值预警
如表1所示，当锚杆测点预警且锚索测点预警时，可以取锚杆测点和/或锚索测点的监测指标中的最大值为监测组的监测指标。当锚杆测点预警且锚索测点未预警时，可以取锚杆测点的监测指标为监测组的监测指标。当锚杆测点未预警且锚索测点预警时，可以取锚索测点的监测指标为监测组的监测指标。当锚杆测点未预警且锚索测点未预警时，可以取锚杆测点和/或锚索测点的监测指标中的平均值为监测组的监测指标。只要能够实现锚杆测点和/或锚索测点支护力的连续监测及存储，该部分对本发明要实现的目的来说，其有益效果为：可以给出冲击地压预警或结合其他预警参量(微地震、钻孔应力、钻屑量、地音、电磁辐射等)给出冲击地压预警。能够实现该有益效果的原理是：基于强度理论，冲击地压的发生可以用应力与强度的关系进行判别。因冲击地压发生的复杂性、多因素影响性，本发明并不对监测指标做具体限制。
应理解，表1仅为示例，本发明实施例不限于此，例如，在其他实施例中，当锚杆测点未预警且锚索测点未预警时，可以取锚杆测点和/或锚索测点的监测指标中的最大值为监测组的监测指标。
类似的，下面结合表2对本发明实施例的以锚杆测点和/或锚索测点的监测指标为基础指标，并基于基础指标的预警结果，确定监测断面指标的实现方式进行说明：
表2监测断面的监测预警方式
锚杆测点预警 锚索测点预警 监测断面指标计算 预警级别
是 是 平均值 按值预警，限制级别降低1级
是 否 锚杆指标 按值预警
否 是 锚索指标 按值预警
否 否 平均值 按值预警
如表2所示，当锚杆测点预警且锚索测点预警时，可以取锚杆测点和/或锚索测点的监测指标中的平均值为监测断面的监测指标。当锚杆测点预警且锚索测点未预警时，可以取锚杆测点的监测指标为监测断面的监测指标。当锚杆测点未预警且锚索测点预警时，可以取锚索测点的监测指标为监测断面的监测指标。当锚杆测点未预警且锚索测点未预警时，可以取锚杆测点和/或锚索测点的监测指标中的平均值为监测断面的监测指标。
需要注意的是，本发明实施例中，以锚杆测点和/或锚索测点的监测指标为基础指标，并基于基础指标的预警结果，确定监测组指标、监测断面指标和监测区指标时，需要基于监测组指标、监测断面指标和监测区指标重新确定监测组、监测断面和监测区的预警结果。
此外，由于监测区设计的基础指标较多，因此，本发明实施例中，可以将监测区对应的监测指标直接设置为测区内所有锚杆和/或锚索测点指标的平均值，预警级别按照监测区指标值划分。
还应理解，本文中术语“监测组”和“测点组”在本文中常被可互换使用。例如，顶板测点组可以成为顶板监测组，本发明实施例不作具体限定。
上文结合图2详细说明了本发明实施例的支护应力监测体系，为了达到通过支护应力对冲击地压危险性进行评估进而预警的目的，需要基于支护应力构建出能够准确反映冲击地压危险等级及区域的锚杆和/或锚索的监测指标。
下面对本发明实施例的锚杆和/或锚索的监测指标进行说明：
可选地，该锚杆和/或锚索的监测指标与锚杆和/或锚索的钻孔计算相关。
可选地，该锚杆和/或锚索的监测指标包括：锚杆的监测指标和锚索的监测指标。
可选地，该锚杆和/或锚索的监测指标包括以下指标中的至少一项：
应力值指标、应力增幅指标、应力增速指标。
下面对本发明实施例的锚杆和/或锚索的应力值指标、应力增幅指标以及应力增速指标的计算方式进行示例性说明：
可选地，锚杆和/或锚索的应力值指标可以为：
IMY(t)＝YM(t)/YMB
其中，IMY(t)表示t时刻锚杆和/或锚索的应力值指标。YM(t)表示t时刻锚杆和/或锚索的应力值。YMB表示锚杆和/或锚索指标计算的标准值，例如，锚杆对应的该标准值是锚杆和/或锚索屈服强度*1.05，锚索对应的该标准值是锚索屈服强度*0.8。
可选地，应力增幅指标可以按照以下公式计算：
其中，IMF(t)表示t时刻锚杆和/或锚索的应力增幅指标，YM(t)表示t时刻锚杆和/或锚索的应力值，YM(0)表示锚杆和/或锚索指标计算的初始应力值。YMB表示锚杆和/或锚索指标计算的标准值，例如，锚杆对应的该标准值是锚杆和/或锚索屈服强度*1.05，锚索对应的该标准值是锚索屈服强度*0.8。YMF临表示锚杆和/或锚索应力增幅指标计算的临界应力值，即只有锚杆和/或锚索的应力值超过该值时，才对锚杆和/或锚索应力增幅指标进行计算；可选地，该指标是后期需要修正与优化的指标。作为示例，t1时刻到t时刻的应力增幅可以按照以下公式计算：
其中，IMZF(t)表示t时刻的锚杆和/或锚索的增幅量，可作为单***展示参量。YM(t)表示t时刻锚杆和/或锚索的应力值，YM(t1)表示t1时刻锚杆和/或锚索的应力值。
可选地，应力增速指标可以按照以下公式计算：
其中，IMS(t)表示t时刻锚杆和/或锚索应力增速指标。YM(t)表示t时刻锚杆和/或锚索的应力值。YM(t1)表示t1时刻锚杆和/或锚索的应力值。YMB表示锚杆和/或锚索指标计算的标准值，例如，锚杆对应的该标准值是锚杆和/或锚索屈服强度*1.05，锚索对应的该标准值是锚索屈服强度*0.8。
作为示例，应力增速值可以按照以下公式计算：
其中，YMSZ(t)表示t时刻锚杆和/或锚索应力值增速值，该值做锚杆和/或锚索锚索应力监测预警冲击地压单***时，作为展示的参量之一。YM(t)表示t时刻锚杆和/或锚索的应力值。YM(t1)表示t1时刻锚杆和/或锚索的应力值。
本发明实施例中，监测装置在获取监测测点数据之后，可以根据该监测测点数据自动实时计算预警指标，通过至少一个测点计算得到的预警指标与对应预警等级临界指标比对后，确定冲击地压的危险等级。
换句话说，该监测装置可以基于至少一个监测测点的预警指标进行冲击地压危险性分析，其中，至少一个监测测点的预警指标可反映冲击地压的冲击危险等级。例如，用于反映无冲击地压危险的指标，用于反映弱冲击地压危险等级的预警指标、用于反映中等冲击地压危险等级的预警指标以及用于反映强冲击地压危险等级的预警指标。由此，在监测指标超出相应的预警指标后即可确定出相应的冲击地压危险等级。
可选地，本发明实施例中的监测装置可以根据某一时刻的锚杆和/或锚索的应力值指标和应力值指标对应的至少一个预警指标的比较结果，确定冲击地压危险等级。
可选地，本发明实施例中的监测装置可以根据某一时间段内的锚杆和/或锚索的应力值计算应力增幅指标，并根据该应力增幅指标和应力增幅指标对应的至少一个预警指标的比较结果，确定冲击地压危险等级。
可选地，本发明实施例中的监测装置可以根据某一时间段内的锚杆和/或锚索的应力值计算应力增速指标，并根据该应力增速指标和应力增速指标对应的至少一个预警指标的比较结果，确定冲击地压危险等级。
可选地，本发明实施例中的监测装置还可以结合上述部分或全部实施例，确定冲击地压危险等级。
例如，本发明实施例中的监测装置可以结合该应力值指标和应力值指标对应的至少一个预警指标的比较结果、该应力增幅指标和应力增幅指标对应的至少一个预警指标的比较结果以及该应力增速指标和应力增速指标对应的至少一个预警指标的比较结果，确定冲击地压危险等级。
可选地，t时刻至t1时刻的时间段内，锚杆和/或锚索的支护应力在某一范围内时，才对锚杆和/或锚索应力增幅指标进行计算，即锚杆和/或锚索的支护应力满足以下条件时(即：小于临界指标YMF临不计算，即该指标为0，该指标的权重系数也是0；大于标准值YMB，增幅指标不计算，直接预警。)，才对锚杆和/或锚索的应力增幅指标进行计算：
[YMF临，YMB)
IMY(t)＝YM(t)/YMB
当锚索某时间段内应力值满足时，才对锚索应力增幅指标进行计算，增幅指标为增幅为该指标在锚杆锚索应力监测预警冲击地压单***中作为展示指标之一。
其中，YMF临表示锚杆和/或锚索应力增幅指标计算的临界应力值，即只有锚杆和/或锚索的应力值超过该值时，才对锚杆和/或锚索应力增幅指标进行计算；可选地，该指标是后期需要修正与优化的指标。YMB表示锚杆和/或锚索指标计算的标准值，例如，锚杆对应的该标准值是锚杆和/或锚索屈服强度*1.05，锚索对应的该标准值是锚索屈服强度*0.8。
可选地，t时刻至t1时刻的时间段内，锚杆和/或锚索的支护应力在某一范围内时，才对锚杆和/或锚索的应力增速指标进行计算，即锚杆和/或锚索的支护应力满足以下条件时，才对锚杆和/或锚索的应力增速指标进行计算：
[YMS临，YMB)
其中，YMS临表示锚杆和/或锚索应力增速指标计算的临界应力值，即只有锚杆和/或锚索的应力值超过该值时，才对锚杆和/或锚索应力增速指标进行计算；可选地，该指标是后期需要修正与优化的指标。YMB表示锚杆和/或锚索指标计算的标准值，例如，锚杆对应的该标准值是锚杆和/或锚索屈服强度*1.05，锚索对应的该标准值是锚索屈服强度*0.8。
上文结合监测指标对冲击地压的危险性进行了评估，可以发现，这种评估的实现基于监测指标的有效性，即，用于反映该监测指标的支护应力能够真实的反映被支护物体的受力情况，但在被支护物体受力过大时，仅仅采用简单的监测指标并不能准确的评估出冲击地压的危险性，相应的，也不能准确的进行预警。
为了解决上述问题，本发明实施例中引入了第一范围，该第一范围用于表示锚杆和/或锚索的支护应力的失效范围。由此，监测装置在确定该锚杆和/或锚杆的支护应力属于第一范围时，可以直接确定该冲击地压危险性为预设危险等级。
可选地，该第一范围可以表示为：
YM(t)∈[0,YMB0)
YM(t1)∈[0,YMB0)
其中，YM(t)表示t时刻锚杆和/或锚索的应力值，YM(t1)表示t1时刻锚杆和/或锚索的应力值。YMB0表示锚杆或锚索应力的低应力指标临界值。
可选地，对于锚索该标准值可以是锚索破断强度*0.2，锚索应力低于该值认为锚索失效。
可选地，对于锚杆该标准值是锚杆屈服强度*0.15。
可选地，如图1所示，图1所示的方法还可包括：
S140，输出预警信息，该预警信息用于表示冲击地压的危险等级。
具体地，本发明实施例中的监测装置可以基于确定的冲击地压危险性，确定生成预警信息，该预警信息可以作为锚杆锚索应力监测预警冲击地压单***的显示界面的输出信息。
可选地，该锚杆锚索联合监测预警冲击地压监测装置认定该测点支护失效时，直接输出预警信息，例如，该锚杆测点对应的预警等级为I中等，预警值可以为0.5。
图3是本发明实施例的测点组危险等级的确定方法的示意性流程图。
具体而言，如图3所示，监测装置可以先确定测点组的所属区域具体为什么区域(塑性区？弹性区？弹塑***界)，然后基于所属区域采用相应的监测方法来判断被测点组的危险等级。例如，当监测装置确定测点组所属塑性区时进行参量预警，首先确定锚索的监测指标，然后基于锚索的监测指标和锚杆是否发生应力突变的情况判断危险等级。
由于锚杆锚固段与巷道围岩弹塑***界处，不同的位置关系，冲击地压监测预警的判别不同(当锚杆锚固段处于弹性区内时，监测应力变化敏感性高，即监测精度高；当锚杆锚固段处于塑性区内，监测应力变化敏感性低，即监测精度低)。通过这个分区，细化冲击地压危险等级判别，可以提高监测预警准确性。
具体地，巷道开挖后，在巷道周围会形成一个塑性区，这个塑性区是随着时间的推移发展的，如果塑性区扩展半径大于锚杆长度，首先出现锚杆的锚固位置经历弹性区→弹塑***界→塑性区，当塑性区扩展到锚杆锚固段后，锚杆应力的灵敏度就会降低；同理，塑性区如果继续扩展，锚索锚固段也会经历这个过程(常规条件下，塑性区不会扩展到锚索锚固顶端，锚索比锚杆要长)冲击地压的发生和围岩应力应变特性以及储能能力强相关。这三个区，是冲击领域中基于围岩的应力应变特性以及储能能力对围岩类型进行的划分。
当锚索未应力突变，锚杆应力突变时根据突变量计算指标增益系数(小于弹塑***界)，然后根据该监测指标和指标增益系数，判断危险等级，当锚索、锚杆均应力突变时可以直接判断危险等级。又例如，当监测装置确定测点组所属弹塑***界时进行参量预警，首先确定锚索的监测指标，然后基于锚索的监测指标和锚杆是否发生应力突变的情况判断危险等级；具体地，当锚索未应力突变，锚杆应力突变时根据突变量计算指标增益系数(大于塑性区)，然后根据该监测指标和指标增益系数，判断危险等级，当锚索、锚杆均应力突变时可以直接判断危险等级。又例如，当监测装置确定测点组所属弹性区时进行参量预警，首先确定锚索/锚杆测点的监测指标，然后基于锚索/锚杆测点的监测指标的预警结果，确定测点组的监测指标；具体地，当锚索/锚杆测点的监测指标均达到预警时，确定锚索/锚杆测点的监测指标中的最大值，基于该最大值判断测点组的危险等级，当锚索/锚杆测点的监测指标中一个达到预警时，确定锚索/锚杆测点的监测指标中的最大值，基于该最大值判断测点组的危险等级，当锚索/锚杆测点的监测指标均未达到预警时，确定锚索/锚杆测点的监测指标中的平均值，基于该平均值判断测点组的危险等级。
应理解，图3中测点组的危险性判断的方式仅为示例，本发明实施例不限于此，例如，在其他实施例中，该监测装置可以不通过预警参量直接预警，即直接根据测点组的监测指标判断危险等级进而进行预警。
最后，需要注意的是，由于本发明实施例中涉及的监测指标较多且存在多个同一等级的监测指标，因此，为了能够准确区分各个监测指标。例如，各个监测组对应的监测指标。
可选地，可以在各个监测指标添加能够区分标识，例如，测点名称或编号。
例如，针对每个测点组的指标值，可选地，需要标识某个测点组时，可以加上测点组的名称和位置(测点组的名称设置＝测点组名称+位置)；可选地，该指标的计算在不同的分区(锚杆锚固段与弹塑性边界/退化区相对位置关系)计算方式不同。
例如，针对巷道某个支护应力监测断面的指标值；可选地，巷道的监测断面初步命名方式为巷道简称+距离位置(走向位置)或直接做编号，具体命名方式可在现场应用中修正。
例如，针对某个锚杆索应力监测区域的冲击危险性指标值；可选地，角标通常为监测巷道的名称或工作面名称。
还应当理解，在本发明实施例和所附权利要求书中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明实施例。
例如，在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”、“上述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
所属领域的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单元及算法步骤，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发明实施例的范围。
如果以软件功能单元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，本发明实施例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)执行本发明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、随机存取存储器、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
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***、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***、装置和方法，可以通过其它的方式实现。
例如，以上所描述的装置实施例中单元或模块或组件的划分，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，多个单元或模块或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些单元或模块或组件可以忽略，或不执行。
又例如，上述作为分离/显示部件说明的单元/模块/组件可以是或者也可以不是物理上分开的，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元/模块/组件来实现本发明实施例的目的。
最后，需要说明的是，上文中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精神和范围。

Claims (10)

1.一种监测冲击地压危险性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S110:监测锚杆和/或锚索的支护应力；
步骤S120:根据所述锚杆和/或锚杆的支护应力，确定用于评价冲击地压危险性的监测指标；
步骤S130:根据所述监测指标,确定监测区域冲击地压的危险性等级。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S110之前，包括，首先确定监测区域，然后根据不同的监测区域进行不同的参量预警，并根据参量预警的结果确定监测区域冲击地压的危险性等级；所述监测区域包括：塑性区、弹性区、弹塑***界。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述支护应力包括：若干个监测区支护应力，每个监测区支护应力包括若干个监测断面支护应力，每个监测断面支护应力包括若干个测点组支护应力，每个测点组支护应力包括：锚杆和/或锚索监测得到的支护应力。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述测点组支护应力包括：上帮测点组支护应力、下帮测点组支护应力、顶板测点组支护应力、底板测点组支护应力、底角测点组支护应力、帮角测点组支护应力中的一个或多个测点组支护应力。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述监测指标包括以下指标中的至少一项：应力值指标、应力增幅指标、应力增速指标；
所述应力值指标根据以下公式确定：
IMY(t)＝YM(t)/YMB
其中，IMY(t)表示t时刻锚杆和/或锚索的应力值指标，YM(t)表示t时刻锚杆和/或锚索的应力值，YMB表示锚杆和/或锚索指标计算的标准值；
所述应力增幅指标根据以下公式确定：
其中，IMF(t)表示t时刻锚杆和/或锚索的应力增幅指标，YM(t)表示t时刻锚杆和/或锚索的应力值，YM(0)表示锚杆和/或锚索指标计算的初始应力值，YMB表示锚杆和/或锚索增幅和增速指标计算的标准值，YMF临表示锚杆和/或锚索应力增幅指标计算的临界应力值；
所述应力增速指标根据以下公式确定：
其中，IMS(t)表示t时刻锚杆和/或锚索应力增速指标，YM(t)表示t时刻锚杆和/或锚索的应力值，YM(t1)表示t1时刻锚杆和/或锚索的应力值，YMB表示锚杆和/或锚索增幅和增速指标计算的标准值，YMS临表示锚杆和/或锚索应力增速指标计算的临界应力值。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述锚杆和/或锚杆的支护应力，确定用于评价冲击地压危险性的监测指标，包括：
根据以下公式确定所述监测组中锚杆测点或者锚索测点的监测指标：
其中，IM(t)表示t时刻测点组的锚杆和/或锚索的监测指标，IMY(t)表示t时刻锚杆和/或锚索的应力值指标，IMF(t)表示t时刻锚杆和/或锚索的应力增幅指标，IMS(t)表示t时刻锚杆和/或锚索应力增速指标，KMY表示应力值指标的比重系数，KMF表示应力增幅指标的比重系数，KMS表示应力增速指标的比重系数。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述监测指标确定冲击地压的危险性，包括：根据所述监测指标和至少一个用于表示危险等级的预警指标，确定冲击地压的危险等级。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述锚杆和/或锚杆的支护应力属于第一范围，所述第一范围用于表示锚杆和/或锚索的有效支护应力范围。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述监测指标，确定冲击地压的危险性，包括：所述锚杆和/或锚杆的支护应力不属于第一范围时，确定所述冲击地压危险性为预设危险等级，所述第一范围用于表示锚杆和/或锚索的支护应力的失效范围。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S130之后，还包括以下步骤：
步骤S140:输出预警信息，所述预警信息用于表示冲击地压的危险等级。
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