一種煤礦巷道圍巖強度原位快速測定方法
2023-05-29 15:34:31 1
專利名稱：一種煤礦巷道圍巖強度原位快速測定方法
技術領域：
本發明涉及一種快速測定方法，尤其是一種適用於煤礦巷道圍巖強度原位快速測定方法。
背景技術：
由於煤礦井下巷道圍巖賦存條件複雜，而且隨著工作面位置的變化圍巖條件變化較大，受勘探手段、勘探工程量的限制，井巷在沒有揭露前，對圍巖性質的描述有推斷性質，因此巷道開挖之後，施工方案參數要能隨著圍巖條件的變化而實時的修正，以獲得良好的施工效果。圍巖原位強度對於制定巷道掘進爆破參數、巷道支護參數等有著決定性的意義，但是巖石強度常規的測定方法要經過現場採樣、室內製樣和試驗幾個環節，這種試驗方法周期長、操作複雜。因此，對於巷道這樣軸向長度大、圍巖構造複雜的地下工程，使用常規巖石強度試驗方法不符合工程進度對巖石強度測定技術快速、現場原位的技術要求。因此快速、準確的測定巷道圍巖原位強度，可以隨著圍巖條件的改變而及時調整施工參數，進而獲得良好的施工效果。
發明內容
本發明的目的是針對已有技術中存在的問題，提供一種方法簡單、操作方便的煤礦巷道圍巖強度原位快速測定方法。本發明的煤礦巷道圍巖強度原位快速測定方法，包括下述步驟:
a、首先進行數據採集，在新暴露的巖體或相近巖性條件下、採集2 4份為一組的巖樣，對該組巖樣進行編號，並在取樣點處的巖壁上標記與所取巖樣相對應的編號，然後在米樣點附近用統一規格的鑽機垂直於巖 面分別向巷道左右兩幫各打I 2個相同深度的水平鑽眼，並按巖樣編號分別記錄該組各個鑽眼所需時間，並計算出該組鑽眼的平均時間；
b、按步驟a採集至少5組以上的巖樣及對應各組巖樣鑽眼所需的平均時間；
C、將採取的各組巖樣加工成試驗所需的標準試樣，對試樣進行單軸抗壓強度試驗，並測定各組巖樣強度的平均值；
d、選取不同巖性條件下的多組巖樣，重複步驟a、b、c，記錄並計算出各組相對應的數
據；
e、利用計算機對各組巖樣強度的平均值和對應的鑽眼時間進行回歸分析，擬合出巖石強度馬和鑽眼時間I之間的方程式，建立巖石強度式和鑽眼時間 之間的關係式:馬=0-053i + 45J58 ；
f、將現場測得的鑽眼時間f代入:足=0-0S3i+ 45J58,即得到煤礦現場實際巷道的圍
巖強度。2.根據權利要求1所述的煤礦巷道圍巖強度原位快速測定方法，其特徵在於:所述相同深度的水平鑽眼的深度為2 2.5m。
有益效果:由於採用了上述技術效果，本發明能對圍巖強度進行原位快速測定，可以隨著圍巖條件的改變而及時調整施工參數，進而獲得良好的施工效果。為進行爆破工程、支護工程等提供參考依據。該方法適用於巖土工程圍巖強度的測定，可以在巖巷掘進過程中，快速掌握巖體的強度，為工程參數的設計提供可靠的依據。其方法簡單，操作方便，效果好。
圖1是本發明原位快速測定方法的示意圖。圖中:1-圍巖，2-巷道掘進迎頭，3-鑽眼。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的一個實施例作進一步的說明:
本發明的煤礦巷道圍巖強度原位快速測定方法，包括使用鑿巖機及配套釺子，為消除在鑽孔過程中鑿巖機特性和推力對鑽孔速度的影響，試驗中鑽孔所需的鑿巖機統一採用氣腿式風動鑿巖機(YTP-26)和標準釺子(長2.2m，鑽頭直徑42mm)，鑽孔機具也可以選用現場施工所使用的鑿巖機及配套釺子。具體步驟如下:
a、首先進行數據採集，在巷道掘進迎頭2新暴露的圍巖I或相近巖性條件下、採集2 4份為一組的巖樣，對該組巖樣進行編號，並在取樣點處的巖壁上標記與所取巖樣相對應的編號，然後在米樣點附近用統一規格的鑽機垂直於巖面分別向巷道左右兩幫各打I 2個相同深度的水平鑽眼，相同深度的水平鑽眼的深度為2 2.5m，並按巖樣編號分別記錄該組各個鑽眼所需時間，並計算出該組鑽眼的平均時間；
b、按步驟a採集至少5組以上的巖樣及對應各組巖樣鑽眼3所需的平均時間；
C、將採取的各組巖樣加工 成試驗所需的標準試樣，對試樣進行單軸抗壓強度試驗,並測定各組巖樣強度的平均值；
d、選取不同巷道掘進迎頭2新暴露的圍巖I或相近巖性條件下的多組巖樣，重複步驟
a、b、c,記錄並計算出各組相對應的數據；
e、利用計算機對各組巖樣強度的平均值和對應的鑽眼時間進行回歸分析，擬合出
巖石強度馬和鑽眼時間 之間的方程式，建立巖石強度尾和鑽眼時間 之間的關係式:Rc =0.05 +45J58.9
f、將現場測得的鑽眼時間^代入:矣=0-053i+ 45j5S,即可得到煤礦現場實際巷道的
圍巖強度。
權利要求
1.一種煤礦巷道圍巖強度原位快速測定方法，其特徵在於包括下述步驟: a、首先進行數據採集，在新暴露的巖體或相近巖性條件下、採集2 4份為一組的巖樣，對該組巖樣進行編號，並在取樣點處的巖壁上標記與所取巖樣相對應的編號，然後在米樣點附近用統一規格的鑽機垂直於巖面分別向巷道左右兩幫各打I 2個相同深度的水平鑽眼，並按巖樣編號分別記錄該組各個鑽眼所需時間，並計算出該組鑽眼的平均時間； b、按步驟a採集至少5組以上的巖樣及對應各組巖樣鑽眼所需的平均時間； C、將採取的各組巖樣加工成試驗所需的標準試樣，對試樣進行單軸抗壓強度試驗，並測定各組巖樣強度的平均值； d、選取不同巖性條件下的多組巖樣，重複步驟a、b、c，記錄並計算出各組相對應的數據； e、利用計算機 對各組巖樣強度的平均值和對應的鑽眼時間進行回歸分析，擬合出巖石強度尾和鑽眼時間f之間的方程式，建立巖石強度式和鑽眼時間 之間的關係式:足=0JW3f+45j58 ； f、將現場測得的鑽眼時間 代入:氧=0-05&+45j58,即得到煤礦現場實際巷道的圍巖強度。
2.根據權利要求1所述的煤礦巷道圍巖強度原位快速測定方法，其特徵在於:所述相同深度的水平鑽眼的深度為2 2.5m。
全文摘要
本發明公開的一種煤礦巷道圍巖強度原位快速測定方法，適用於煤礦巷道圍巖強度原位的快速測定。通過對多組巖樣數據採集，不同巖性巖樣的巖石強度及對應的巖樣採集點的鑽眼所需時間；然後對採集的數據進行處理、回歸分析，根據所採集的數據擬合出兩者之間的數學關係式。對需要測定強度的圍巖，只需要測定其鑽進時間，根據測定的鑽進時間，利用擬合出的數學關係式，反推出巖石強度。可以對煤礦巷道圍巖強度快速、原位的進行測定，為巷道爆破工程、支護工程等參數設計提供依據。其方法簡單，操作方便，效果好。
文檔編號E21C39/00GK103195425SQ20131011519
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月7日 優先權日2013年4月7日
發明者高明仕, 李玉龍, 王浩, 陳曦, 趙一超 申請人:中國礦業大學