CN103195425A - 一种煤矿巷道围岩强度原位快速测定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种煤矿巷道围岩强度原位快速测定方法，适用于煤矿巷道围岩强度原位的快速测定。通过对多组岩样数据采集，不同岩性岩样的岩石强度及对应的岩样采集点的钻眼所需时间；然后对采集的数据进行处理、回归分析，根据所采集的数据拟合出两者之间的数学关系式。对需要测定强度的围岩，只需要测定其钻进时间，根据测定的钻进时间，利用拟合出的数学关系式，反推出岩石强度。可以对煤矿巷道围岩强度快速、原位的进行测定，为巷道爆破工程、支护工程等参数设计提供依据。其方法简单，操作方便，效果好。

Description

一种煤矿巷道围岩强度原位快速测定方法
技术领域
本发明涉及一种快速测定方法，尤其是一种适用于煤矿巷道围岩强度原位快速测定方法。
背景技术
由于煤矿井下巷道围岩赋存条件复杂，而且随着工作面位置的变化围岩条件变化较大，受勘探手段、勘探工程量的限制，井巷在没有揭露前，对围岩性质的描述有推断性质，因此巷道开挖之后，施工方案参数要能随着围岩条件的变化而实时的修正，以获得良好的施工效果。围岩原位强度对于制定巷道掘进爆破参数、巷道支护参数等有着决定性的意义，但是岩石强度常规的测定方法要经过现场采样、室内制样和试验几个环节，这种试验方法周期长、操作复杂。因此，对于巷道这样轴向长度大、围岩构造复杂的地下工程，使用常规岩石强度试验方法不符合工程进度对岩石强度测定技术快速、现场原位的技术要求。因此快速、准确的测定巷道围岩原位强度，可以随着围岩条件的改变而及时调整施工参数，进而获得良好的施工效果。 
发明内容
本发明的目的是针对已有技术中存在的问题，提供一种方法简单、操作方便的煤矿巷道围岩强度原位快速测定方法。
本发明的煤矿巷道围岩强度原位快速测定方法，包括下述步骤：
a、首先进行数据采集，在新暴露的岩体或相近岩性条件下、采集2～4份为一组的岩样，对该组岩样进行编号，并在取样点处的岩壁上标记与所取岩样相对应的编号，然后在采样点附近用统一规格的钻机垂直于岩面分别向巷道左右两帮各打1～2个相同深度的水平钻眼，并按岩样编号分别记录该组各个钻眼所需时间，并计算出该组钻眼的平均时间；
b、按步骤a采集至少5组以上的岩样及对应各组岩样钻眼所需的平均时间；
c、将采取的各组岩样加工成试验所需的标准试样，对试样进行单轴抗压强度试验，并测定各组岩样强度的平均值； 
d、选取不同岩性条件下的多组岩样，重复步骤a、b、c，记录并计算出各组相对应的数据；
e、利用计算机对各组岩样强度的平均值和对应的钻眼时间进行回归分析，拟合出岩石强度                                               
Figure 2013101151964100002DEST_PATH_IMAGE002
和钻眼时间
Figure 2013101151964100002DEST_PATH_IMAGE004
之间的方程式，建立岩石强度
Figure 86128DEST_PATH_IMAGE002
和钻眼时间
Figure 786886DEST_PATH_IMAGE004
之间的关系式：； 
f、将现场测得的钻眼时间
Figure 53919DEST_PATH_IMAGE004
代入：，即得到煤矿现场实际巷道的围岩强度。
2. 根据权利要求1所述的煤矿巷道围岩强度原位快速测定方法，其特征在于：所述相同深度的水平钻眼的深度为2～2.5m。
有益效果：由于采用了上述技术效果，本发明能对围岩强度进行原位快速测定，可以随着围岩条件的改变而及时调整施工参数，进而获得良好的施工效果。为进行爆破工程、支护工程等提供参考依据。该方法适用于岩土工程围岩强度的测定，可以在岩巷掘进过程中，快速掌握岩体的强度，为工程参数的设计提供可靠的依据。其方法简单，操作方便，效果好。
附图说明
图1是本发明原位快速测定方法的示意图。
图中：1-围岩，2-巷道掘进迎头，3-钻眼。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的说明：
本发明的煤矿巷道围岩强度原位快速测定方法，包括使用凿岩机及配套钎子，为消除在钻孔过程中凿岩机特性和推力对钻孔速度的影响，试验中钻孔所需的凿岩机统一采用气腿式风动凿岩机（YTP-26）和标准钎子（长2.2m，钻头直径42mm），钻孔机具也可以选用现场施工所使用的凿岩机及配套钎子。具体步骤如下：
a、首先进行数据采集，在巷道掘进迎头2新暴露的围岩1或相近岩性条件下、采集2～4份为一组的岩样，对该组岩样进行编号，并在取样点处的岩壁上标记与所取岩样相对应的编号，然后在采样点附近用统一规格的钻机垂直于岩面分别向巷道左右两帮各打1～2个相同深度的水平钻眼，相同深度的水平钻眼的深度为2～2.5m，并按岩样编号分别记录该组各个钻眼所需时间，并计算出该组钻眼的平均时间；
b、按步骤a采集至少5组以上的岩样及对应各组岩样钻眼3所需的平均时间；
c、将采取的各组岩样加工成试验所需的标准试样，对试样进行单轴抗压强度试验，并测定各组岩样强度的平均值； 
d、选取不同巷道掘进迎头2新暴露的围岩1或相近岩性条件下的多组岩样，重复步骤a、b、c，记录并计算出各组相对应的数据；
e、利用计算机对各组岩样强度的平均值和对应的钻眼时间进行回归分析，拟合出岩石强度
Figure 797064DEST_PATH_IMAGE002
和钻眼时间
Figure 665794DEST_PATH_IMAGE004
之间的方程式，建立岩石强度
Figure 420124DEST_PATH_IMAGE002
和钻眼时间
Figure 32502DEST_PATH_IMAGE004
之间的关系式：
Figure 555887DEST_PATH_IMAGE006
； 
f、将现场测得的钻眼时间
Figure 985731DEST_PATH_IMAGE004
代入：
Figure 99793DEST_PATH_IMAGE006
，即可得到煤矿现场实际巷道的围岩强度。

Claims (2)

1.一种煤矿巷道围岩强度原位快速测定方法，其特征在于包括下述步骤：
a、首先进行数据采集，在新暴露的岩体或相近岩性条件下、采集2～4份为一组的岩样，对该组岩样进行编号，并在取样点处的岩壁上标记与所取岩样相对应的编号，然后在采样点附近用统一规格的钻机垂直于岩面分别向巷道左右两帮各打1～2个相同深度的水平钻眼，并按岩样编号分别记录该组各个钻眼所需时间，并计算出该组钻眼的平均时间；
b、按步骤a采集至少5组以上的岩样及对应各组岩样钻眼所需的平均时间；
c、将采取的各组岩样加工成试验所需的标准试样，对试样进行单轴抗压强度试验，并测定各组岩样强度的平均值； 
d、选取不同岩性条件下的多组岩样，重复步骤a、b、c，记录并计算出各组相对应的数据；
e、利用计算机对各组岩样强度的平均值和对应的钻眼时间进行回归分析，拟合出岩石强度                                               和钻眼时间
Figure 2013101151964100001DEST_PATH_IMAGE004
之间的方程式，建立岩石强度和钻眼时间
Figure 2205DEST_PATH_IMAGE004
之间的关系式：； 
f、将现场测得的钻眼时间
Figure 657308DEST_PATH_IMAGE004
代入：
Figure 924954DEST_PATH_IMAGE006
，即得到煤矿现场实际巷道的围岩强度。
2.根据权利要求1所述的煤矿巷道围岩强度原位快速测定方法，其特征在于：所述相同深度的水平钻眼的深度为2～2.5m。
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