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专利号: 2008100232376
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于煤岩电磁辐射原理的围岩松动圈测试方法,其特征在于测试的方 法为:

a.首先要选定需要进行测试的巷道或隧道围岩位置,按需要的方向钻进Φ 42mm以上的钻孔,钻孔深度为L=7~15m,退出钻杆;

b.在钻孔内从孔口到孔底设置1~n个测点,测点间距为L1=L/n≈0.3~0.5m, 其中n为自然数;

c.将钻孔径向电磁辐射探头放置在孔口,与电磁辐射监测仪连接,稳定5s 后开始测试;

d.每个测点测试时间为T=0.5~3min,测试过程中监测仪实时采集电磁辐射强 度数据,统计每秒钟的电磁辐射强度最大值或平均值,然后计算T时间内的平均 值Ei作为第i个测点的最终测试结果,作为评价该测点地应力大小的依据并存储, 其中i=1~n;

e.测试完成第i个测点后,移动到下一测点i+1继续进行测试,得到Ei+1, 直到出现较大峰值区并衰减后,最后测试的3个测试结果Em-2、Em-1、Em基本趋 于稳定,相邻数据差值小于其均值的15%时,测试完成,此时测点数为m;其中 m≤n;

f.如果钻孔测试过程没有出现上述稳定条件,则需要退出电磁辐射探头,继 续钻进,钻进距离可根据前面测试结果中峰值区的情况估算,应穿过峰值区二个 测点以上,钻进完成后,从新测点开始继续进行电磁辐射测试,重复步骤e,直 到满足衰减稳定条件,测试完成。

2.一种如权利要求1所述的基于煤岩电磁辐射原理的围岩松动圈测试方法的 评价方法,其特征在于该评价方法为:

2a.围岩内应力分布及松动圈评价的指标采用煤岩电磁辐射强度的平均值 Ei,某测点电磁辐射强度越大,则表明该测点的地应力越大;

2b.把该钻孔内不同测点的电磁辐射测试结果Ei在图中显示出来,其中 i=1~m,形成折线A,横坐标为测点距孔口距离,纵坐标为测点的电磁辐射强度 Ei,在图中也标出 E = Eavg = 1 m Σ i = 1 m E i 的横线B;

2c.从图中直接可以看出钻孔内不同测点地应力的分布规律,测点的电磁辐 射强度Ei越大,表明该点地应力越大;

2d.当所测电磁辐射强度小于Eavg时,该测点被评价为低应力点,说明该测 点附近的地应力较小,如果某个局部区域连续两个以上测点的电磁辐射强度值都 小于Eavg,则该区域为低应力区;

2e.当所测电磁辐射强度大于Eavg时,该测点被评价为高应力点,说明该 测点附近的地应力较大,如果某个局部区域连续两个以上测点的电磁辐射强度值 都大于Eavg,则该区域为高应力区或应力集中带;

2f.对于相邻两个或两个以上测点的电磁辐射强度呈现急剧增大30%以上或 急剧降低30%以上的区域,评价为高应力梯度带;

2g.在图上,折线A与横线B在最高应力区边界的交点为D1和D2,其对应 的位置分别为LD1和LD2,其中LD1<LD2;如果还存在第二个高应力区,则该高应 力区的边界点分别为D3和D4,其对应的位置分别为LD3和LD4,其中LD3<LD4, 有些情况下还可能存在第三个高应力区;

2h.LD1为巷道或隧道的松动圈或卸压区大小,LD3为内松动圈大小,LD4深部 为原始应力区,LD1和LD2之间为高应力集中区,LD3和LD4之间为次高应力集中 区或内应力圈;

2i.松动圈或卸压区是发生煤岩动力灾害的屏障,也可作为支护设计、灾害预 防工程决策的依据,巷道支护锚杆长度应该大于松动圈尺寸。