巖體聲發(fā)射技術(shù)是利用巖體受力變形和破壞后本身發(fā)射出的聲波和微震來進行監(jiān)測工程巖體穩(wěn)定性的技術(shù)方法。巖體的聲發(fā)射與微震現(xiàn)象是20世紀30年代末由美國L.阿伯特及W.L.杜瓦爾發(fā)現(xiàn)的。

目前，世界各國逐漸把聲發(fā)射與微震技術(shù)作為一種監(jiān)測預(yù)警手段，確保地下工程及礦井生產(chǎn)安全。

國內(nèi)外大量研究資料表明，巖體在破壞之前，必然持續(xù)一段時間以聲的形式釋放積蓄的能量，這種能量釋放的強度，隨著結(jié)構(gòu)臨近失穩(wěn)而變化，每一個聲發(fā)射與微震都包含著巖體內(nèi)部狀態(tài)變化的豐富信息，對接收到的信號進行處理、分析，可作為評價巖體穩(wěn)定性的依據(jù)。因此，可以利用巖體聲發(fā)射與微震的這一特點，對巖體的穩(wěn)定性進行監(jiān)測，從而預(yù)報巖體塌方、冒頂、片幫、滑坡和巖爆等地壓現(xiàn)象。室內(nèi)研究表明，當對巖石試件增加負荷時，可觀測到試件在破壞前的聲發(fā)射與微震次數(shù)急劇增加，幾乎所有的巖石當負荷加到其破壞強度的60％時，會出現(xiàn)聲發(fā)射與微震現(xiàn)象，其中有的巖石即使負荷加到其破壞強度的20％，也可發(fā)生這種現(xiàn)象。

PXAE02巖體聲發(fā)射儀通過監(jiān)測事件變化率和能率變化來監(jiān)測巖體狀態(tài)的變化速度，從而對巖體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進行評價和預(yù)警。

產(chǎn)品特點列表如下：

微處理器自動運算，實時顯示并存儲典型聲發(fā)射參數(shù)

高度集成，體積小巧，主機體積僅為98(寬)×40(高)×157(深) mm

全鋁合金結(jié)構(gòu)，重量輕便，主機重量僅為680g（不含傳感器電纜）

防水式外殼，防水等級IP66，可將儀器置于野外

采用SD高速數(shù)據(jù)存儲卡，可實時存儲檢測數(shù)據(jù)

4G大容量的SD存儲卡，可連續(xù)存儲2-3個月的數(shù)據(jù)

配備4000mAH的鋰離子充電電池，并采用低功耗設(shè)計，可進行1-2個月全天候監(jiān)測

監(jiān)測模式、連續(xù)采集模式可調(diào)

聲發(fā)射事件定義門檻可根據(jù)現(xiàn)場條件靈活設(shè)置

儀器面板液晶屏實時顯示當前監(jiān)測數(shù)據(jù)，并有藍色背光燈，便于夜間操作

聲發(fā)射監(jiān)測數(shù)據(jù)為開放的文本格式，可直接打開也可導(dǎo)入Excel表格中進行統(tǒng)計

儀器開機自動自檢，并設(shè)有復(fù)位按鈕，隨時可將儀器恢復(fù)至出廠狀態(tài)

可多臺儀器組成監(jiān)測系統(tǒng)，對結(jié)構(gòu)進行整體監(jiān)測

標配4G容量的SD卡及讀卡器，方便將數(shù)據(jù)導(dǎo)入計算機進行統(tǒng)計分析

儀器內(nèi)設(shè)USB軟件升級接口，可免費升級至版本的軟件

傳感器諧振頻率1kHz

傳感器靈敏度高達90mv/g

程控增益結(jié)合低噪聲放大電路，使得傳感器監(jiān)測范圍直徑高達100米

傳感器采用不銹鋼防水結(jié)構(gòu)，很容易埋入巖體或混凝土結(jié)構(gòu)中

采用了高驅(qū)動能力的放大電路，使得傳感器電纜可長達100米（標配長度為20米）

PXAE智能化全天候巖體聲發(fā)射監(jiān)測儀的安裝及使用

PXAE智能化全天候巖體聲發(fā)射監(jiān)測儀的使用分為監(jiān)測孔的選址和鉆孔、傳感器的安裝、傳感器與主機的連接、數(shù)據(jù)存儲及分析等。
1、 監(jiān)測孔的選擇
相鄰兩個監(jiān)測孔的間距小于40m；如不要求全面監(jiān)控，間距可適當加大，或在重要部位布設(shè)監(jiān)測孔。

2、 監(jiān)測孔的要求
應(yīng)盡可能使監(jiān)測孔與聲發(fā)射源接近，如采場頂板、礦體上盤、礦柱、斷層附近、山體裂縫區(qū)域等。對一般巖體工程，根據(jù)不同的地質(zhì)地形條件，鉆孔深度一般為1.5m～2.5米；

3、 繪制監(jiān)測網(wǎng)布設(shè)圖，標注上監(jiān)測孔位置、鉆孔深度、孔徑、角度。

4、監(jiān)測孔施工
4.1按監(jiān)測網(wǎng)布設(shè)圖施工。鉆孔直徑不小于35mm。
4.2鉆孔完成后應(yīng)吹洗干凈。
4.3鉆孔完成后應(yīng)做好標記。
4.4鉆孔發(fā)生變更時應(yīng)做好記錄并及時更改監(jiān)測網(wǎng)布設(shè)圖。

5、 傳感器的安裝
安裝方式一：將傳感器小心放入監(jiān)測孔中，然后用混凝土進行澆鑄待其凝固后即可；
安裝方式二：或?qū)鞲衅餍⌒姆湃氡O(jiān)測孔中，再用石英砂填充監(jiān)測孔并稍稍夯實。
建議采用*種方式進行安裝，以便獲得較高的監(jiān)測靈敏度。第二種方式的好處在于傳感器可以取出來再次安裝在別的監(jiān)測孔進行使用，但監(jiān)測靈敏度稍低。兩種方式用戶可根據(jù)實際情況來自行選擇。
傳感器為防水的金屬結(jié)構(gòu)，但傳感器內(nèi)部敏感元件為陶瓷易碎材料，請小心使用切勿碰撞。

6、 傳感器與主機的連接
傳感器和主機通過低噪聲電纜用防水航插連接，一般電纜長度為15～30米，請在訂貨時確認長度規(guī)格。
將插頭對準儀器箱后面的插座，插入后旋緊外面的金屬護套即可。
提示：插入前請注意插頭缺口朝上才能順利插入，并檢查一下插座上的防水墊圈是否完好。

7、 主機的放置
主機箱為防水箱，有較高的強度并能承受50米深的水壓，請將主機放置于穩(wěn)定可靠的位置，并采取必要的防盜措施。

8、 監(jiān)測制度
儀器安裝完畢之后，按→鍵打開儀器的信號采集模塊，儀器即開始全天候的監(jiān)測。用戶只需定期用U盤取回數(shù)據(jù)即可。
取回數(shù)據(jù)的周期一般為每周取一次，但對重要地段，建議周期縮短為每天取回一次。
實際上主要通過觀察信號的變化趨勢來確定取回數(shù)據(jù)的周期，當信號基本無變化時也可每半個月甚至每個月讀取一次數(shù)據(jù)。

9、分析方法
將取回來的數(shù)據(jù)拷貝到到電腦上，用PXAES for PXAE軟件繪制信號變化趨勢圖，然后根據(jù)巖體聲發(fā)射監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化趨勢，判斷巖體穩(wěn)定性狀況。監(jiān)測數(shù)據(jù)明顯趨于上升時應(yīng)作出預(yù)報。

10、儀器維護
儀器使用前，請檢查屏幕右上角的電量指示，如發(fā)現(xiàn)電量指示格空白或很少說明儀器電池電量不夠，必須進行充電。充電時間一般為12~16小時，充電時充電器指示燈應(yīng)為紅色，充滿后自停同時指示燈變?yōu)榫G色。