一種現(xiàn)場測試巷道擾動范圍的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于煤礦開采技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]實踐證明，在800米以下的煤礦深部巷道掘進時，巷道之間會出現(xiàn)相互擾動影響的現(xiàn)象，對巷道支護與穩(wěn)定極為不利。特別是隨著開采深度的增加，相關(guān)動力現(xiàn)象，如沖擊地壓、瓦斯突出、水害等，將更加嚴重。因為沖擊地壓對擾動最敏感，所以隨著煤層開采向深部發(fā)展，越來越多深部巷道出現(xiàn)擾動型沖擊地壓，且強度與頻率呈現(xiàn)逐步增加的趨勢。為了防治擾動型沖擊地壓，需要對巷道擾動的范圍進行定量，但目前還沒有針對深部開采條件下，進行現(xiàn)場確定巷道擾動范圍的測試方法，使得目前的巷道間距等參數(shù)的確定大都采用經(jīng)驗數(shù)據(jù)，結(jié)果造成巷道相互擾動，造成多災(zāi)害隱患。因此，在現(xiàn)場能針對具體煤層開采環(huán)境，快速判斷巷道擾動范圍，確定相關(guān)距離參數(shù)，對深部開采擾動型災(zāi)害防控具有重要意義。
[0003]發(fā)明目的
[0004]本發(fā)明的目的是針對上述問題，提出一種簡單、易行的現(xiàn)場測試巷道擾動范圍的方法。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0006]一種現(xiàn)場測試巷道擾動范圍的方法，步驟如下:
[0007]第一步，在煤礦深部已經(jīng)巷道掘進完成的區(qū)域，選取沒有異常構(gòu)造、能代表區(qū)域特征的區(qū)段作為擾動測試區(qū)，在該測試區(qū)選取相鄰的兩條平行的巷道作為試驗巷道；其中一條試驗巷道作為震動源巷道，另一條巷道作為測壓巷道；
[0008]第二步，在震動源巷道中施工爆破孔，從第一個爆破孔開始，每間隔5m布置一個爆破孔，孔深5m、直徑42mm，鉆孔距離底板1-1.5m，鉆孔方向為水平方向；每個爆破孔裝入lkg的炸藥；
[0009]第三步，在測壓巷道中，距離底板1.0-1.5m的位置，每間隔lm布置一個直徑42mm的測壓孔，至少布置7個以上的測壓孔，要求第一個測壓孔深度5m，且位置與第一個爆破孔相對應(yīng)，從第二個測壓孔開始逐級加深，直至最后一個鉆孔達到17m以上深度；
[0010]在每個測試孔內(nèi)布置測試系統(tǒng)；每套測試系統(tǒng)由圓柱形柔性膠囊、液體加壓裝置和壓力測試裝置組成；所述的圓柱形柔性膠囊一端設(shè)有排氣閥，另一端設(shè)有連接口 ；所述的液體加壓裝置設(shè)有壓力表；所述的壓力測試裝置由液體壓力傳感器和數(shù)據(jù)記錄儀組成；布置時首先將圓柱形柔性膠囊排氣閥打開，用高壓軟管與加壓裝置連接，將液體壓力傳感器安裝在高壓軟管上；啟動加壓裝置，向圓柱形柔性膠囊充入液體，同時將氣體排出，待圓柱形柔性膠囊氣體排空、液體充滿時，同時關(guān)閉排氣閥和加壓裝置，再將充滿液體的圓柱形柔性膠囊放入測試孔底部；
[0011]第四步，重新啟動加壓裝置，開始向圓柱形柔性膠囊充入液體，此時圓柱形柔性膠囊開始膨脹，當(dāng)觀測到壓力表突然上升增大時，說明圓柱形柔性達到初撐力，加載到設(shè)計的工作阻力30MPa時，通過溢流閥作用保持在工作壓力上；
[0012]第五步，在震動源巷道中從第一個爆破孔開始實施爆破，每次爆破后通過數(shù)據(jù)記錄儀記錄距離爆破點最近的幾個圓柱形柔性膠囊的壓力變化情況，如無變化的，說明沒有受到撓動，繼續(xù)對下一個爆破孔實施爆破，依次類推，直到有圓柱形柔性膠囊出現(xiàn)壓力變化為止，此時的圓柱形柔性膠囊與爆破點之間的距離，為lkg炸藥爆破后引起的相鄰巷道的擾動范圍；從而為下一步設(shè)計巷道間距、一次性起爆藥量的設(shè)計提供參考依據(jù)，避免今后巷道施工時造成相互擾動現(xiàn)象，消除擾動型沖擊地壓隱患。
[0013]本發(fā)明能在現(xiàn)場針對具體煤層開采環(huán)境，快速判斷巷道擾動范圍，確定相關(guān)距離參數(shù)，對深部開采擾動型災(zāi)害防控具有重要意義。
【附圖說明】
[0014]圖1是圈定測試區(qū)域圖；
[0015]圖2是測試系統(tǒng)示意圖。
[0016]圖例說明，1-排氣閥，2-圓柱形柔性膠囊，3-連接口，4-高壓軟管，5-測壓孔，6-液體壓力傳感器，7-數(shù)據(jù)記錄儀，8-液體加壓裝置。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合【附圖說明】本發(fā)明的實施。
[0018]本發(fā)明的現(xiàn)場測試巷道擾動范圍的方法，步驟如下:
[0019]第一步，在煤礦深部已經(jīng)巷道掘進完成的區(qū)域，選取沒有異常構(gòu)造、能代表區(qū)域特征的區(qū)段作為擾動測試區(qū)，在該測試區(qū)選取相鄰的2條平行的巷道作為試驗巷道；其中一條試驗巷道作為震動源巷道，另一條巷道作為測壓巷道，如圖1所示；
[0020]第二步，在震動源巷道中施工爆破孔，從第一個爆破孔開始，每間隔5m布置一個爆破孔，孔深5m、直徑42mm，鉆孔距離底板1-1.5m，鉆孔方向為水平方向；每個爆破孔裝入lkg的炸藥，如圖1所示；
[0021]第三步，在測壓巷道中，距離底板1.0-1.5m的位置，每間隔lm布置一個直徑42mm的測壓孔5，至少布置7個以上的測壓孔5，要求第一個測壓孔5深度5m，且位置與第一個爆破孔相對應(yīng)，從第二個測壓孔5開始逐級加深，直至最后一個鉆孔達到17m以上深度，如圖1所示；
[0022]如圖2所示，在每個測壓孔5上布置測試系統(tǒng)；每套測試系統(tǒng)由圓柱形柔性膠囊
2、液體加壓裝置8和壓力測試裝置組成；所述的圓柱形柔性膠囊2 —端設(shè)有排氣閥1，另一端設(shè)有連接口 3 ;所述的液體加壓裝置8設(shè)有壓力表和溢流閥；所述的壓力測試裝置由液體壓力傳感器6和數(shù)據(jù)記錄儀7組成；布置時首先將圓柱形柔性膠囊2排氣閥1打開，用高壓軟管4與加壓裝置8連接，將液體壓力傳感器6安裝在高壓軟管4上；啟動加壓裝置8，向圓柱形柔性膠囊2充入液體，同時將氣體排出，待圓柱形柔性膠囊2氣體排空、液體充滿時，同時關(guān)閉排氣閥1和加壓裝置8，再將充滿液體的圓柱形柔性膠囊2放入測壓孔5底部；
[0023]第四步，重新啟動加壓裝置8，開始向圓柱形柔性膠囊2充入液體，此時圓柱形柔性膠囊2開始膨脹，當(dāng)觀測到壓力表突然上升增大時，說明圓柱形柔性2達到初撐力，加載到設(shè)計的工作阻力30MPa時，通過調(diào)整溢流閥保證準(zhǔn)確的工作壓力；
[0024]第五步，在震動源巷道中從第一個爆破孔開始實施爆破，每次爆破后通過數(shù)據(jù)記錄儀記錄距離爆破點最近的幾個圓柱形柔性膠囊的壓力變化情況，如無變化的，說明沒有受到撓動，繼續(xù)對下一個爆破孔實施爆破，依次類推，直到有圓柱形柔性膠囊出現(xiàn)壓力變化為止，此時的圓柱形柔性膠囊與爆破點之間的距離，為lkg炸藥爆破后引起的相鄰巷道的擾動范圍；從而為下一步設(shè)計巷道間距、一次性起爆藥量的設(shè)計提供參考依據(jù)，避免今后巷道施工時造成相互擾動現(xiàn)象，消除擾動型沖擊地壓隱患。
【主權(quán)項】
1.一種現(xiàn)場測試巷道擾動范圍的方法，其特征在于，步驟如下: 第一步，在煤礦深部已經(jīng)巷道掘進完成的區(qū)域，選取沒有異常構(gòu)造、能代表區(qū)域特征的區(qū)段作為擾動測試區(qū)，在該測試區(qū)選取相鄰的兩條平行的巷道作為試驗巷道；其中一條試驗巷道作為震動源巷道，另一條巷道作為測壓巷道； 第二步，在震動源巷道中施工爆破孔，從第一個爆破孔開始，每間隔5m布置一個爆破孔，孔深5m、直徑42mm，鉆孔距離底板1-1.5m，鉆孔方向為水平方向；每個爆破孔裝入1kg的炸藥； 第三步，在測壓巷道中，距離底板1.0-1.5m的位置，每間隔lm布置一個直徑42mm的測壓孔，至少布置7個以上的測壓孔，要求第一個測壓孔深度5m，且位置與第一個爆破孔相對應(yīng)，從第二個測壓孔開始逐級加深，直至最后一個鉆孔達到17m以上深度； 在每個測試孔內(nèi)布置測試系統(tǒng)；每套測試系統(tǒng)由圓柱形柔性膠囊、液體加壓裝置和壓力測試裝置組成；所述的圓柱形柔性膠囊一端設(shè)有排氣閥，另一端設(shè)有連接口 ；所述的液體加壓裝置設(shè)有壓力表；所述的壓力測試裝置由液體壓力傳感器和數(shù)據(jù)記錄儀組成；布置時首先將圓柱形柔性膠囊排氣閥打開，用高壓軟管與加壓裝置連接，將液體壓力傳感器安裝在高壓軟管上；啟動加壓裝置，向圓柱形柔性膠囊充入液體，同時將氣體排出，待圓柱形柔性膠囊氣體排空、液體充滿時，同時關(guān)閉排氣閥和加壓裝置，再將充滿液體的圓柱形柔性膠囊放入測試孔底部； 第四步，重新啟動加壓裝置，開始向圓柱形柔性膠囊充入液體，此時圓柱形柔性膠囊開始膨脹，當(dāng)觀測到壓力表突然上升增大時，說明圓柱形柔性達到初撐力，加載到設(shè)計的工作阻力30MPa時，通過溢流閥作用保持在工作壓力上； 第五步，在震動源巷道中從第一個爆破孔開始實施爆破，每次爆破后通過數(shù)據(jù)記錄儀記錄距離爆破點最近的幾個圓柱形柔性膠囊的壓力變化情況，如無變化的，說明沒有受到撓動，繼續(xù)對下一個爆破孔實施爆破，依次類推，直到所有圓柱形柔性膠囊出現(xiàn)壓力變化為止，此時的圓柱形柔性膠囊與爆破點之間的距離，為lkg炸藥爆破后引起的相鄰巷道的擾動范圍；從而為下一步設(shè)計巷道間距、一次性起爆藥量的設(shè)計提供參考依據(jù)，避免今后巷道施工時造成相互擾動現(xiàn)象，消除擾動型沖擊地壓隱患。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種現(xiàn)場測試巷道擾動范圍的方法，它是在擾動測試區(qū)選取相鄰兩條平行的巷道，一條為震動源巷道，另一條為測壓巷道；在震動源巷道中施工爆破孔，在測壓巷道的每個測試孔內(nèi)布置測試系統(tǒng)；在震動源巷道中實施爆破，在測壓巷道觀看圓柱形柔性膠囊的壓力變化情況，如無變化的，說明沒有受到撓動，繼續(xù)對下一個爆破孔實施爆破，依次類推，直到所有圓柱形柔性膠囊出現(xiàn)壓力變化為止，此時的圓柱形柔性膠囊與爆破點之間的距離，為炸藥爆破后引起的相鄰巷道的擾動范圍。本發(fā)明能在現(xiàn)場針對具體煤層開采環(huán)境，快速判斷巷道擾動范圍，確定相關(guān)距離參數(shù)，對深部開采擾動型災(zāi)害防控具有重要意義。
【IPC分類】G01V1/20, G01V1/13, G01V1/00
【公開號】CN105403910
【申請?zhí)枴緾N201510707464
【發(fā)明人】潘立友, 段大勇, 劉宏軍, 趙清壽, 陳理強, 魏輝
【申請人】山東科技大學(xué)
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年10月27日