【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于巷道支护，具体涉及一种爆破卸压效果定量评价方法。
技术介绍
1、近年来，随着开采深度和强度的不断增加，相继出现了大量高应力、强采动影响、围岩松软破碎等支护困难巷道，其大变形、支护失效、冒顶、底鼓等现象频发，不但大幅增加了巷道的返修强度、次数和支护费用，而且存在严重的安全隐患。
2、深井高应力条件下，采用爆破卸压是一条解决巷道稳定性控制难题的重要途径。如图1所示，通过对围岩应力集中区进行爆破卸压，能够将浅部围岩应力转移到深部，降低底板及巷帮浅部应力集中程度。但是爆破卸压效果如围岩破坏范围的确定、应力的转移程度以及对后续的支护如何定量指导，目前缺乏针对性的方法。
3、其中针对围岩破坏范围测试常用的有钻孔电视、地质雷达以及声波法等等。钻孔电视、地质雷达属于定性为主，定量化程度较低；声波法需要向测孔内注入水或者填充水带，破碎围岩裂隙发育，测试成功率较低。并且围岩破坏范围与应力分布缺少协同分析。
4、针对上述问题，急需一种围岩破坏范围和应力转移共同分析的一种定量评价方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是克服现有技术的不足而提供一种爆破卸压效果定量评价方法。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种爆破卸压效果定量评价方法，包括以下步骤：
4、s1、选择巷道地质条件相近的两个区段，标记为对比段和爆破试验段；在对比段采用地质钻机在巷帮施打第一钻孔，记录钻进过程中推进力与钻进深度的关系，
5、s2、第一钻孔完成后，进行清洗，将应力测试杆埋设在第一钻孔中，待数据稳定后，记录第一钻孔不同深度位置垂直应力大小；
6、s3、对巷道爆破试验段进行爆破卸压，完成后采用地质钻机在试验段中部巷帮施打第二钻孔，记录第二钻孔钻进过程中推进力与钻进深度的关系；
7、s4、第二钻孔完成后，进行清洗，将应力测试杆埋设在第二钻孔中，待数据稳定后，记录第二钻孔不同深度位置垂直应力大小，即为爆破卸压后推进力与钻进深度的关系；
8、s5、爆破卸压效果评价：
9、s51、对比爆破卸压前后推进力与钻进深度的关系，定量确定围岩破坏范围分区变化情况；
10、s52、对比爆破卸压前第一钻孔、爆破卸压后第二钻孔不同深度位置垂直应力大小，定量确定应力降低程度以及峰值位置转移；
11、s53、根据s51和s52结果确定爆破卸压效果综合评价指标k，
12、k＝α1η1+α2η2+α3η3；
13、式中，η1为爆破围岩破坏范围增加率；η2为爆破围岩应力峰值降低率；η3为爆破围岩应力峰值位置转移率；α1、α2、α3为各个指标的权重系数；
14、s54、将爆破卸压效果综合评价指标k与标准值k0比较，当k＞k0时，爆破卸压效果合格；当k＜k0时，爆破卸压效果不合格，需要增加钻孔深度补充卸压。
15、进一步的，步骤s5中，根据推进力与钻进深度的关系，定量确定对比段围岩破坏范围分区，得到破坏范围d1；应力测试杆记录第一钻孔不同深度位置垂直应力大小，测得应力峰值为σ1，应力峰值位置为l1；
16、爆破试验段爆破后，根据推进力与钻进深度的关系，定量确定爆破段围岩破坏范围分区，得到破坏范围d2；应力测试杆记录第二钻孔不同深度位置垂直应力大小，测得应力峰值为σ2，应力峰值位置为l2；则，
17、爆破围岩破坏范围增加率η1＝|d2-d1|/d1；
18、爆破围岩应力峰值降低率η2＝|σ1-σ2|/σ1；
19、爆破围岩应力峰值位置转移率η3＝|l1-l2|/l1。
20、进一步的，步骤s5中，权重根据不同的巷道有变动，根据每个权重对应的指标之间的比值确定，确定所述权重系数的公式为αi＝ηi/∑ηi，且∑αi＝1；其中i＝1，2，3。
21、进一步的，步骤s5中，标准值k0是根据前期矿井在不同巷道进行爆破卸压效果统计，综合得出的一个经验值。
22、进一步的，步骤s1中，对比段和爆破试验段属于一条巷道，两者长度一致，支护设计一致，巷道标高相差不超过1m，且地层处于相同岩性层位；对比段和爆破试验段间隔30～40m。
23、进一步的，所述第一钻孔和第二钻孔的深度相同，均为10～20m。
24、进一步的，施打第一钻孔和第二钻孔时，地质钻机选取模式为恒定钻进速率和转速，监测钻进过程中扭矩和推进力。
25、进一步的，所述应力测试杆上每0.8～1m设置1个应力测点。
26、进一步的，所述应力测试杆包括主杆、间隔安装在所述主杆上的若干应力测试部件、安装在主杆末端的孔口封堵套和数据显示器，所述应力测试部件通过数据传输导线与所述数据显示器电连接。
27、本专利技术的有益效果是：
28、本专利技术采用钻机钻进记录的推进力与钻进深度的关系确定围岩破坏范围分区，避免了塌孔等不利因素，且钻孔后可安装应力测试杆用于应力监测，一孔两用，获取数据为巷道中的同一位置；钻进和应力测试用同一钻孔，保证了数据的不会因为不同孔之间存在偏差，即测试得到的某一钻孔破坏范围和应力分布是唯一的。
29、本专利技术通过在爆破前后各打孔一次并数据分析即可获得围岩破坏范围分区与应力转移定量分析，施工方法和计算步骤简单，易于实施且计算结果对支护指导能够科学定量，评价结果可靠。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种爆破卸压效果定量评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的爆破卸压效果定量评价方法，其特征在于：步骤S5中，根据推进力与钻进深度的关系，定量确定对比段围岩破坏范围分区，得到破坏范围D1；应力测试杆记录第一钻孔不同深度位置垂直应力大小，测得应力峰值为σ1，应力峰值位置为L1；
3.根据权利要求1所述的爆破卸压效果定量评价方法，其特征在于：步骤S5中，权重根据不同的巷道有变动，根据每个权重对应的指标之间的比值确定，确定所述权重系数的公式为αi＝ηi/∑ηi，且∑αi＝1；其中i＝1，2，3。
4.根据权利要求1所述的爆破卸压效果定量评价方法，其特征在于：步骤S5中，标准值K0是根据前期矿井在不同巷道进行爆破卸压效果统计，综合得出的一个经验值。
5.根据权利要求1所述的爆破卸压效果定量评价方法，其特征在于：步骤S1中，对比段和爆破试验段属于一条巷道，两者长度一致，支护设计一致，巷道标高相差不超过1m，且地层处于相同岩性层位；对比段和爆破试验段间隔30～40m。
6.根据权利要求1所述的爆破卸压效果定
7.根据权利要求1所述的爆破卸压效果定量评价方法，其特征在于：施打第一钻孔和第二钻孔时，地质钻机选取模式为恒定钻进速率和转速，监测钻进过程中扭矩和推进力。
8.根据权利要求7所述的爆破卸压效果定量评价方法，其特征在于：所述应力测试杆上每0.8～1m设置1个应力测点。
9.根据权利要求1所述的爆破卸压效果定量评价方法，其特征在于：所述应力测试杆包括主杆(2)、间隔安装在所述主杆(2)上的若干应力测试部件(1)、安装在主杆(2)末端的孔口封堵套(4)和数据显示器(5)，所述应力测试部件(1)通过数据传输导线(3)与所述数据显示器(5)电连接。
...【技术特征摘要】
1.一种爆破卸压效果定量评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的爆破卸压效果定量评价方法，其特征在于：步骤s5中，根据推进力与钻进深度的关系，定量确定对比段围岩破坏范围分区，得到破坏范围d1；应力测试杆记录第一钻孔不同深度位置垂直应力大小，测得应力峰值为σ1，应力峰值位置为l1；
3.根据权利要求1所述的爆破卸压效果定量评价方法，其特征在于：步骤s5中，权重根据不同的巷道有变动，根据每个权重对应的指标之间的比值确定，确定所述权重系数的公式为αi＝ηi/∑ηi，且∑αi＝1；其中i＝1，2，3。
4.根据权利要求1所述的爆破卸压效果定量评价方法，其特征在于：步骤s5中，标准值k0是根据前期矿井在不同巷道进行爆破卸压效果统计，综合得出的一个经验值。
5.根据权利要求1所述的爆破卸压效果定量评价方法，其特征在于：步骤s1中，对比段和爆破试验段属于一条巷...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘锐，程桦，刘洋，叶中豹，曹广勇，
申请(专利权)人：安徽建筑大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。