深埋隧洞爆破参数评价方法技术

本发明专利技术提供了一种深埋隧洞爆破参数评价方法，属于矿山工程技术领域，该评价方法包括：设定多个具有差异性的爆破方案；选定多个地质特性相同的试验段，所述试验段的数量与所述爆破方案的数量相对应；应用所述爆破方案对所述试验段进行爆破，分别获取每个所述试验段的多元化监测数据；以及比较多元化监测数据，选取针对试验段的最佳爆破方案。该深埋隧洞爆破参数评价方法通过在地质特性相同的试验段实施不同的爆破方案，获取试验段的多元化监测数据进行比较选择针对试验段的最佳爆破方案，保障深埋隧道爆破开挖的安全以及爆破开挖的质量。深埋隧道爆破开挖的安全以及爆破开挖的质量。深埋隧道爆破开挖的安全以及爆破开挖的质量。

【技术实现步骤摘要】
深埋隧洞爆破参数评价方法


[0001]本专利技术涉及矿山工程
，特别涉及一种深埋隧洞爆破参数评价方法。

技术介绍

[0002]随着我国经济建设的快速发展以及全球碳达峰、碳中和“双碳”目标共识的形成，矿产资源将在全球能源转型过程中发挥至关重要的作用。采矿过程中地下围岩受开采扰动诱发大规模冒落、突水等动力灾害时有发生，造成人员和财产的重大损失。特别是近年来，随着开采深度的不断增加，原岩应力逐渐增加，深部岩体动力灾害频繁且呈现越来越复杂的趋势。为确保矿山巷道、交通隧道、水利隧洞等地下工程施工安全，引入了诸多岩土工程监测技术，如多点位移计位移监测、锚杆应力计监测、地质雷达地质预报、爆破振动监测、微震监测、松动圈测试和三维激光扫描等，这些监测技术在各自领域发挥着重要的安全保障作用。
[0003]安全监测侧重于事中事后安全评价，即既定数值计算基础上拟定的支护措施实施过程中和过程后的监测评价支护措施的合理性，爆破监测侧重于被保护构筑物免受损失和实现开挖体破碎，现有技术中大多数的监测数据分析与安全评价，缺乏多元监测信息的综合应用，难以充分利用现场的安全监测信息。
[0004]因此，开展基于多维度监测信息的深埋隧洞爆破参数评价方法，不仅对地下洞室施工安全提供技术指导，更对综合利用多元监测信息优选爆破参数提供新思路，促进地下工程建造技术的创新与发展。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种新的深埋隧洞爆破参数评价方法，通过在地质特性相同的试验段实施不同的爆破方案，获取试验段的多元化监测数据进行比较选择针对试验段的最佳爆破方案，保障深埋隧道爆破开挖的安全以及爆破开挖的质量。
[0006]为实现本专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：根据本专利技术的一个方面，提供了一种新的深埋隧洞爆破参数评价方法。所述深埋隧洞爆破参数评价方法包括：设定多个具有差异性的爆破方案；选定多个地质特性相同的试验段，所述试验段的数量与所述爆破方案的数量相对应；应用所述爆破方案对所述试验段进行爆破，分别获取每个所述试验段的多元化监测数据；以及比较多元化监测数据，选取针对试验段的最佳爆破方案。
[0007]根据本专利技术的一实施方式，其中，所述爆破方案包括单孔药量、总药量、炮孔布置、炮孔数量和起爆方式。
[0008]根据本专利技术的一实施方式，其中，所述单孔包括掏槽孔、崩落孔、底孔和周边孔。
[0009]根据本专利技术的一实施方式，其中，所述试验段的长度为20m至50m，至少两段所述试验段连续呈一个整体时，则对每个所述试验段的首段获取所述多元化监测数据。
[0010]根据本专利技术的一实施方式，其中，分别获取至少两段所述试验段的多元化监测数
据包括：对所述试验段进行爆破振动监测、围岩松动圈监测和三维激光扫描；根据爆破振动监测的振动监测数据计算矢量合速度和风险距离；统计半孔率；根据围岩松动圈监测的声波测试结果计算岩体波速值和围岩松动圈厚度；根据三维激光扫描的3D点云数据获得典型断面的超欠挖情况。
[0011]根据本专利技术的一实施方式，其中，根据爆破振动监测的振动监测数据计算矢量合速度和测量风险距离包括：设定安全允许振速V0；获取地形条件系数K和地质条件系数α；将安全允许振速V0带入萨道夫斯基公式求得风险距离R0，其中，Q为齐发爆破的总药量或延时爆破的最大单段药量。
[0012]根据本专利技术的一实施方式，其中，获取地形条件系数K和地质条件系数α包括：在试验段选取第一监测点，并安装第一传感器，以监测第一检测点在x、y、z向的质点振动速度V
x1
、V
y1
、V
z1
，计算第一监测点的矢量合速度V1；测量第一监测点至掌子面的距离R1；在试验段选取第二监测点，并安装第二传感器，以监测第二检测点在x、y、z向的质点振动速度V
x2
、V
y2
、V
z2
，计算第二监测点的矢量合速度V2；测量第二监测点至掌子面的距离R2；将V1和R1带入萨道夫斯基公式，将V2和R2带入萨道夫斯基公式组成方程组，求得地形条件系数K和地质条件系数α。
[0013]根据本专利技术的一实施方式，其中，传感器为五个，五个传感器依次设置于距离掌子面25m、30m、35m、40m和45m处，以根据萨道夫斯基公式拟合出两条曲线获得地形条件系数K和地质条件系数α。
[0014]根据本专利技术的一实施方式，其中，根据围岩松动圈监测的声波测试结果计算岩体波速值和围岩松动圈厚度包括：在围岩壁钻孔并注水，以提供测试时所需的耦合剂；将声波测试仪的探头送至孔底，所述探头包括发射器和两个接收器；调节声波测试仪的参数；不间断向孔内注水，探头根据设定的采集间距沿孔轴线移动并逐个采集数据，获取距离围岩壁不同深度的岩体波速值；根据岩体波速值绘制深度
‑
波速曲线，获取围岩松动圈厚度。
[0015]根据本专利技术的一实施方式，其中，比较多元化监测数据，选取针对试验段的最佳爆破方案包括：比较至少两种爆破方案的矢量合速度，选取矢量合速度较小的爆破方案；比较至少两种爆破方案的风险距离，选取风险距离较小的爆破方案；比较至少两种爆破方案的半孔率，选取半孔率较大的爆破方案；比较至少两种爆破方案的围岩松动圈厚度，选取围岩松动圈厚度较小的爆破方案；比较至少爆破方案的超欠挖情况，选取超欠挖情况较小的爆破方案；根据前述所选取的爆破方案进行综合选择，以选出针对试验段的最佳爆破方案。
[0016]本专利技术中的一个实施例具有如下优点或有益效果：本专利技术的深埋隧洞爆破参数评价方法，通过爆破振动监测获取爆破评价指标，通过三维激光扫描获得开挖面特征和3D点云数据场，通过围岩松动圈监测获得洞室临空面深浅层损伤信息，结合这些核心信息从多维度评价了不同爆破设计方案下深埋隧道爆破开挖的质量和对已开挖洞室的影响程度，可以从中选取更优的爆破设计方案，为后续评价多种爆破设计方案提供一种新思路，从而保障深埋隧道爆破开挖的安全以及爆破开挖的质量。
附图说明
[0017]通过参照附图详细描述其示例实施方式，本专利技术的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
[0018]图1是根据一示例性实施方式示出的一种深埋隧洞爆破参数评价方法的流程图。
[0019]图2是根据一示例性实施方式示出的一种深埋隧洞爆破参数评价方法的爆破方案A的打孔示意图。
[0020]图3是根据一示例性实施方式示出的一种深埋隧洞爆破参数评价方法的爆破方案B的打孔示意图。
[0021]图4是根据一示例性实施方式示出的一种深埋隧洞爆破参数评价方法的试验段A1和试验段B1的地质情况纵断面图。
[0022]图5是根据一示例性实施方式示出的一种深埋隧洞爆破参数评价方法的传感器布置示意图。
[0023]图6是根据一示例性实施方式示出的一种深埋隧洞爆破参数评价方法的爆破方案A和爆破方案B的矢量合速度对比图。
[0024]图7是根据一示例性实施方式示出的一种深埋隧洞爆破参数评价方法的爆破方案A和爆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种深埋隧洞爆破参数评价方法，其特征在于，包括：设定多个具有差异性的爆破方案；选定多个地质特性相同的试验段，所述试验段的数量与所述爆破方案的数量相对应；应用所述爆破方案对所述试验段进行爆破，分别获取每个所述试验段的多元化监测数据；以及比较多元化监测数据，选取针对试验段的最佳爆破方案。2.根据权利要求1所述的深埋隧洞爆破参数评价方法，其特征在于，所述爆破方案包括单孔药量、总药量、炮孔布置、炮孔数量和起爆方式。3.根据权利要求2所述的深埋隧洞爆破参数评价方法，其特征在于，所述单孔包括掏槽孔、崩落孔、底孔和周边孔。4.根据权利要求1所述的深埋隧洞爆破参数评价方法，其特征在于，所述试验段的长度为20m至50m，至少两段所述试验段连续呈一个整体时，则对每个所述试验段的首段获取所述多元化监测数据。5.根据权利要求1所述的深埋隧洞爆破参数评价方法，其特征在于，分别获取至少两段所述试验段的多元化监测数据包括：对所述试验段进行爆破振动监测、围岩松动圈监测和三维激光扫描；根据爆破振动监测的振动监测数据计算矢量合速度和风险距离；统计半孔率；根据围岩松动圈监测的声波测试结果计算岩体波速值和围岩松动圈厚度；根据三维激光扫描的3D点云数据获得典型断面的超欠挖情况。6.根据权利要求5所述的深埋隧洞爆破参数评价方法，其特征在于，根据爆破振动监测的振动监测数据计算矢量合速度和测量风险距离包括：设定安全允许振速V0；获取地形条件系数K和地质条件系数α；将安全允许振速V0带入萨道夫斯基公式求得风险距离R0，其中，Q为齐发爆破的总药量或延时爆破的最大单段药量。7.根据权利要求6所述的深埋隧洞爆破参数评价方法，其特征在于，获取地形条件系数K和地质条件系数α包括：在试验段选取第一监测点，并安装第一传感器，以监测第一检测点在x、y、z向的质点振动速度V
x1
、V
y1
、V
z1

【专利技术属性】
技术研发人员：徐奴文，李彪，丁泉富，王琦，杨军，肖培伟，毛浩宇，孙悦鹏，段斌，周相，林鑫，彭志海，李志，江贝，高红科，王帅，薛浩杰，黄玉兵，孙志强，余亚洲，李伟，廖果，龙海剑，
申请(专利权)人：北京数字岩石科技有限公司北京力岩科技有限公司中国水利水电第七工程局有限公司国能大渡河金川水电建设有限公司，
类型：发明
国别省市：