【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于巷道支護，具體涉及一種爆破卸壓效果定量評價方法。
技術介紹
1、近年來，隨著開采深度和強度的不斷增加，相繼出現了大量高應力、強采動影響、圍巖松軟破碎等支護困難巷道，其大變形、支護失效、冒頂、底鼓等現象頻發，不但大幅增加了巷道的返修強度、次數和支護費用，而且存在嚴重的安全隱患。
2、深井高應力條件下，采用爆破卸壓是一條解決巷道穩定性控制難題的重要途徑。如圖1所示，通過對圍巖應力集中區進行爆破卸壓，能夠將淺部圍巖應力轉移到深部，降低底板及巷幫淺部應力集中程度。但是爆破卸壓效果如圍巖破壞范圍的確定、應力的轉移程度以及對后續的支護如何定量指導，目前缺乏針對性的方法。
3、其中針對圍巖破壞范圍測試常用的有鉆孔電視、地質雷達以及聲波法等等。鉆孔電視、地質雷達屬于定性為主，定量化程度較低；聲波法需要向測孔內注入水或者填充水帶，破碎圍巖裂隙發育，測試成功率較低。并且圍巖破壞范圍與應力分布缺少協同分析。
4、針對上述問題，急需一種圍巖破壞范圍和應力轉移共同分析的一種定量評價方法。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是克服現有技術的不足而提供一種爆破卸壓效果定量評價方法。
2、為了實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：
3、一種爆破卸壓效果定量評價方法，包括以下步驟：
4、s1、選擇巷道地質條件相近的兩個區段，標記為對比段和爆破試驗段；在對比段采用地質鉆機在巷幫施打第一鉆孔，記錄鉆進過程中推進力與鉆進深度的關系，
5、s2、第一鉆孔完成后，進行清洗，將應力測試桿埋設在第一鉆孔中，待數據穩定后，記錄第一鉆孔不同深度位置垂直應力大小；
6、s3、對巷道爆破試驗段進行爆破卸壓，完成后采用地質鉆機在試驗段中部巷幫施打第二鉆孔，記錄第二鉆孔鉆進過程中推進力與鉆進深度的關系；
7、s4、第二鉆孔完成后，進行清洗，將應力測試桿埋設在第二鉆孔中，待數據穩定后，記錄第二鉆孔不同深度位置垂直應力大小，即為爆破卸壓后推進力與鉆進深度的關系；
8、s5、爆破卸壓效果評價：
9、s51、對比爆破卸壓前后推進力與鉆進深度的關系，定量確定圍巖破壞范圍分區變化情況；
10、s52、對比爆破卸壓前第一鉆孔、爆破卸壓后第二鉆孔不同深度位置垂直應力大小，定量確定應力降低程度以及峰值位置轉移；
11、s53、根據s51和s52結果確定爆破卸壓效果綜合評價指標k，
12、k＝α1η1+α2η2+α3η3；
13、式中，η1為爆破圍巖破壞范圍增加率；η2為爆破圍巖應力峰值降低率；η3為爆破圍巖應力峰值位置轉移率；α1、α2、α3為各個指標的權重系數；
14、s54、將爆破卸壓效果綜合評價指標k與標準值k0比較，當k＞k0時，爆破卸壓效果合格；當k＜k0時，爆破卸壓效果不合格，需要增加鉆孔深度補充卸壓。
15、進一步的，步驟s5中，根據推進力與鉆進深度的關系，定量確定對比段圍巖破壞范圍分區，得到破壞范圍d1；應力測試桿記錄第一鉆孔不同深度位置垂直應力大小，測得應力峰值為σ1，應力峰值位置為l1；
16、爆破試驗段爆破后，根據推進力與鉆進深度的關系，定量確定爆破段圍巖破壞范圍分區，得到破壞范圍d2；應力測試桿記錄第二鉆孔不同深度位置垂直應力大小，測得應力峰值為σ2，應力峰值位置為l2；則，
17、爆破圍巖破壞范圍增加率η1＝|d2-d1|/d1；
18、爆破圍巖應力峰值降低率η2＝|σ1-σ2|/σ1；
19、爆破圍巖應力峰值位置轉移率η3＝|l1-l2|/l1。
20、進一步的，步驟s5中，權重根據不同的巷道有變動，根據每個權重對應的指標之間的比值確定，確定所述權重系數的公式為αi＝ηi/∑ηi，且∑αi＝1；其中i＝1，2，3。
21、進一步的，步驟s5中，標準值k0是根據前期礦井在不同巷道進行爆破卸壓效果統計，綜合得出的一個經驗值。
22、進一步的，步驟s1中，對比段和爆破試驗段屬于一條巷道，兩者長度一致，支護設計一致，巷道標高相差不超過1m，且地層處于相同巖性層位；對比段和爆破試驗段間隔30～40m。
23、進一步的，所述第一鉆孔和第二鉆孔的深度相同，均為10～20m。
24、進一步的，施打第一鉆孔和第二鉆孔時，地質鉆機選取模式為恒定鉆進速率和轉速，監測鉆進過程中扭矩和推進力。
25、進一步的，所述應力測試桿上每0.8～1m設置1個應力測點。
26、進一步的，所述應力測試桿包括主桿、間隔安裝在所述主桿上的若干應力測試部件、安裝在主桿末端的孔口封堵套和數據顯示器，所述應力測試部件通過數據傳輸導線與所述數據顯示器電連接。
27、本專利技術的有益效果是：
28、本專利技術采用鉆機鉆進記錄的推進力與鉆進深度的關系確定圍巖破壞范圍分區，避免了塌孔等不利因素，且鉆孔后可安裝應力測試桿用于應力監測，一孔兩用，獲取數據為巷道中的同一位置；鉆進和應力測試用同一鉆孔，保證了數據的不會因為不同孔之間存在偏差，即測試得到的某一鉆孔破壞范圍和應力分布是唯一的。
29、本專利技術通過在爆破前后各打孔一次并數據分析即可獲得圍巖破壞范圍分區與應力轉移定量分析，施工方法和計算步驟簡單，易于實施且計算結果對支護指導能夠科學定量，評價結果可靠。
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1.一種爆破卸壓效果定量評價方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的爆破卸壓效果定量評價方法，其特征在于：步驟S5中，根據推進力與鉆進深度的關系，定量確定對比段圍巖破壞范圍分區，得到破壞范圍D1；應力測試桿記錄第一鉆孔不同深度位置垂直應力大小，測得應力峰值為σ1，應力峰值位置為L1；
3.根據權利要求1所述的爆破卸壓效果定量評價方法，其特征在于：步驟S5中，權重根據不同的巷道有變動，根據每個權重對應的指標之間的比值確定，確定所述權重系數的公式為αi＝ηi/∑ηi，且∑αi＝1；其中i＝1，2，3。
4.根據權利要求1所述的爆破卸壓效果定量評價方法，其特征在于：步驟S5中，標準值K0是根據前期礦井在不同巷道進行爆破卸壓效果統計，綜合得出的一個經驗值。
5.根據權利要求1所述的爆破卸壓效果定量評價方法，其特征在于：步驟S1中，對比段和爆破試驗段屬于一條巷道，兩者長度一致，支護設計一致，巷道標高相差不超過1m，且地層處于相同巖性層位；對比段和爆破試驗段間隔30～40m。
6.根據權利要求1所述的爆破卸壓效果定
7.根據權利要求1所述的爆破卸壓效果定量評價方法，其特征在于：施打第一鉆孔和第二鉆孔時，地質鉆機選取模式為恒定鉆進速率和轉速，監測鉆進過程中扭矩和推進力。
8.根據權利要求7所述的爆破卸壓效果定量評價方法，其特征在于：所述應力測試桿上每0.8～1m設置1個應力測點。
9.根據權利要求1所述的爆破卸壓效果定量評價方法，其特征在于：所述應力測試桿包括主桿(2)、間隔安裝在所述主桿(2)上的若干應力測試部件(1)、安裝在主桿(2)末端的孔口封堵套(4)和數據顯示器(5)，所述應力測試部件(1)通過數據傳輸導線(3)與所述數據顯示器(5)電連接。
...【技術特征摘要】
1.一種爆破卸壓效果定量評價方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的爆破卸壓效果定量評價方法，其特征在于：步驟s5中，根據推進力與鉆進深度的關系，定量確定對比段圍巖破壞范圍分區，得到破壞范圍d1；應力測試桿記錄第一鉆孔不同深度位置垂直應力大小，測得應力峰值為σ1，應力峰值位置為l1；
3.根據權利要求1所述的爆破卸壓效果定量評價方法，其特征在于：步驟s5中，權重根據不同的巷道有變動，根據每個權重對應的指標之間的比值確定，確定所述權重系數的公式為αi＝ηi/∑ηi，且∑αi＝1；其中i＝1，2，3。
4.根據權利要求1所述的爆破卸壓效果定量評價方法，其特征在于：步驟s5中，標準值k0是根據前期礦井在不同巷道進行爆破卸壓效果統計，綜合得出的一個經驗值。
5.根據權利要求1所述的爆破卸壓效果定量評價方法，其特征在于：步驟s1中，對比段和爆破試驗段屬于一條巷...
【專利技術屬性】
技術研發人員：潘銳，程樺，劉洋，葉中豹，曹廣勇，
申請(專利權)人：安徽建筑大學，
類型：發明
國別省市：
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