本发明专利技术一种采用成套设备进行地应力测试的方法，所述成套设备包括：取芯钻头、钻杆、定向钻头、取芯套管、应力计安装孔钻头、定向杆、定向仪、擦孔杆及内外螺纹转换接头；具体步骤如下：(1)钻大孔；(2)钻锥形导向孔；(3)钻小孔；(4)擦拭小孔；(5)安装应力计。采用成套设备进行地应力测试，可以准确测得原岩应力，极大的增强了测试数据的科学性和测试地点数据的真实性，从而避免因测量结果不准所导致的危险的工程设计，并减少了复杂的施工过程，有效提高准确性，有效提高了工程经济效益，同时，成套设备的设置，使基于应力解除法的地应力测试装备系统化，便于实际应用过程中的测试工作。
【技术实现步骤摘要】
:本专利技术涉及应力测试
，具体涉及。
技术介绍
:地应力是引起采矿、水利水电、土木工程、军事、铁道公路等各种地下或露天岩土开挖工程变形的根本破坏力，地应力测量是获取原岩应力方向和量值最直接和最有效的手段，可以此确定工程岩体力学属性，进行围岩稳定性分析。在矿山建设生产中，地应力测量成果为科学合理的选择巷道断面形状、支护方式，确定采场布局和开采顺序、预测预防矿井动力现象提供重要的基础数据。依据测量基本原理的不同，将测量方法可分为直接法和间接法两大类。直接测量法是通过直接测量和记录相应的应力分量值，并根据他们与地应力的关系来确定地应力的值；而间接测量法是根据岩石的变形利用胡克定律来确定地应力的值。目前国内外最普遍的地应力测量方法是套孔应力解除法，该方法是建立在弹性理论基础上的应力测量方法，但在其测量的每个工作环节需要有不同的设备来完成，目前关于应力解除法的地应力测试设备还未见相关系统完整的报道。本专利技术提供了采用成套设备进行地应力测试的方法，公布了各工作环节的设备组成、规格参数及连接方式，具有良好的应用前景。
技术实现思路
:本专利技术的目的是提供一种适用于矿山井下原岩应力测试，依次获取地应力量值及方向的采用成套设备进行地应力测试的方法。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案:—种采用成套设备进行地应力测试的方法，所述成套设备包括:取芯钻头、钻杆、定向钻头、取芯套管、应力计安装孔钻头、定向杆、定向仪、擦孔杆及内外螺纹转换接头；具体步骤如下:(I)钻大孔:将圆弧形的取芯钻头连接在取芯套管一端，取芯套管另一端连接钻杆，钻杆带动取芯钻头在岩体中钻孔，钻进至预定深度；(2)钻锥形导向孔:将取芯套管上的取芯钻头卸下，换装上锥形的定向钻头，钻杆带动定向钻头在大孔底部钻维形定向孔；(3)钻小孔:卸下带有定向钻头的取芯套管，将定向杆一端连接应力计安装孔钻头，另一端连接钻杆，钻杆带动应力计安装孔钻头在定向孔底部钻小孔；(4)擦拭小孔:从定向杆上取下应力计安装孔钻头，换接擦孔杆，擦孔杆上包裹有棉布，钻杆将擦孔杆推进至应力计安装孔内，旋转擦孔杆，擦孔杆上包裹的棉布对应力计安装孔孔壁进行擦拭；(5)安装应力计:从定向杆上取下擦孔杆，换接定向仪，定向仪上开设有第一凹槽，在第一凹槽中固定空芯包体应力计，将空芯包体应力计推进至钻取的应力计安装孔中，通过数据线得到空芯包体应力计测得的数据。所述定向杆的杆身上设置有两个定向圆柱，定向圆柱上沿轴向布有两个穿线孔，定向杆上定向仪上还开设有第二凹槽，空芯包体应力计数据线经定向仪上的第二凹槽和定向杆上的穿线孔伸出钻孔外，传导空芯包体应力计测得数据。所述定向杆为外径35_37mm、内径29-31mm、长度100-1lOOmm的空心钢管，定向杆长度的1/5处和7/10处分别焊接有定向圆柱，所述定向圆柱直径130-132mm、高度10-1lOmm0所述定向仪上的第二凹槽长度220-230mm，宽度12_14mm ;第一凹槽有两条，长度为25_30mm，宽度6_8mm，对称分布于第二凹槽两侧。所述取芯钻头外径132-134mm，内径112-114mm，长度150-160mm，钻头端面设置有金刚石复合片，钻头端面外侧开设有流水槽。所述取芯套管为空心钢管，外径128-130mm，内径119.5-121.5mm，长度1000-1200mmo所述定向钻头为三翼锥形钻头，钻头端面设置有金刚石复合片，钻头内部设置有流水孔，钻头端面设置有流水槽，钻头直径132-134mm，长度230_240mm。所述应力计安装孔钻头最大直径35.0-36.0mm,长度180-190mm，钻头端面设置有金刚石复合片，钻头端面内部开设有流水孔。所述擦孔杆包括第一杆，第一杆上设置有第二杆，所述擦孔杆总长度为430_480mm，第二杆为有效擦孔杆长度，长度350-400mm，直径为12_15mm。所述定向仪上配有圆柱形角度测量装置，测量角度±60°，定向仪前端固接直径为34-36mm的空心管，空心管上设置有第一凹槽和第二凹槽，定向仪长度为410_420mm，为树脂材料制成。所述取芯套管与钻杆、定向杆与钻杆之间分别通过内外螺纹转换接头连接。本专利技术的有益效果:采用成套设备进行地应力测试，可以准确测得原岩应力，极大的增强了测试数据的科学性和测试地点数据的真实性，从而避免因测量结果不准所导致的危险的工程设计，并减少了复杂的施工过程，有效提高准确性，有效提高了工程经济效益，同时，成套设备的设置，使基于应力解除法的地应力测试装备系统化，便于实际应用过程中的测试工作。【附图说明】:图1为取芯钻头结构示意图；图2为定向钻头结构示意图；图3为图2中A-A面截面尚]视图； 图4为取芯套管结构示意图；图5为应力计安装孔钻头结构示意图；图6为图5中B-B面截面剖视图；图7为定向杆结构示意图；图8为图7中C-C面截面剖视图；图9为定向仪俯视图剖面示意图；图10为图9中D-D面截面剖视图；图11为定向仪正视图剖面示意图；图12为擦孔杆结构示意图；图13为内外螺纹转换接头一结构示意图；图14为内外螺纹转换接头二结构示意图。1-取芯钻头，2-取芯套管，3-金刚石复合片，4-定向钻头，5-定向杆，51-定向圆柱，52-穿线孔，6-应力计安装孔钻头，7-擦孔杆，71-第一杆，72-第二杆，73-棉布，8-定向仪，81空心管，82-第一凹槽，83-第二凹槽，9-内外螺纹转换接头一，10-数据线，11-流水孔，12-流水槽，13-内外螺纹转换接头二。【具体实施方式】:下面结合实施例对本专利技术作进一步的详细说明。根据图1?图14所示，，所述成套设备包括:取芯钻头1、取芯套管2，钻杆，定向钻头4、定向杆5、应力计安装孔钻头6、擦孔杆7、定向仪8及内外螺纹转换接头9、13 ;具体步骤如下:(I)钻直径130mm大孔:将圆弧形的取芯钻头I螺纹连接在取芯套管2 —端，取芯套管2另一端通过内外螺纹转换接头9连接钻杆，钻杆带动取芯钻头I在岩层中钻孔，钻进至预定深度(钻进深度取巷道半径的3-5倍)，完成钻取岩芯工作；所述取芯钻头I外径D1:为134mm，内径D: 2为114mm，长度L1* 160mm，钻头端面设置有金刚石复合片3，钻头端面内部开设有流水槽12，取芯钻头I端部外螺纹大径山为121.5mm，端部外螺纹小径(12为119.5mm，端部外螺纹长度1丨为60mm ;所述取芯套管2为空心钢管，外径D 3丨为128mm，内径D 3 2为119.5mm，长度L 3为IlOOmm0(2)钻锥形导向孔:取芯工作结束后，将取芯套管2上的取芯钻头I卸下，换装上锥形的定向钻头4，钻杆带动当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种采用成套设备进行地应力测试的方法，所述成套设备包括：取芯钻头、钻杆、定向钻头、取芯套管、应力计安装孔钻头、定向杆、定向仪、擦孔杆及内外螺纹转换接头；其特征在于：具体步骤如下：(1)钻大孔：将圆弧形的取芯钻头连接在取芯套管一端，取芯套管另一端连接钻杆，钻杆带动取芯钻头在岩体中钻孔，钻进至预定深度；(2)钻锥形导向孔：将取芯套管上的取芯钻头卸下，换装上锥形的定向钻头，钻杆带动定向钻头在大孔底部钻锥形定向孔；(3)钻小孔：卸下带有定向钻头的取芯套管，将定向杆一端连接应力计安装孔钻头，另一端连接钻杆，钻杆带动应力计安装孔钻头在定向孔底部钻小孔；(4)擦拭小孔：从定向杆上取下应力计安装孔钻头，换接擦孔杆，擦孔杆上包裹有棉布，钻杆将擦孔杆推进至应力计安装孔内，旋转擦孔杆，擦孔杆上包裹的棉布对应力计安装孔孔壁进行擦拭；(5)安装应力计：从定向杆上取下擦孔杆，换接定向仪，定向仪上开设有第一凹槽，在第一凹槽中固定空芯包体应力计，将空芯包体应力计推进至钻取的应力计安装孔中，通过数据线得到空芯包体应力计测得的数据。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈蓥，朱志洁，张宏伟，韩军，宋卫华，霍丙杰，兰天伟，
申请(专利权)人：辽宁工程技术大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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