專利名稱：煤礦巷道采動應(yīng)力測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及礦山壓力測試技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種煤礦巷道采動應(yīng)力測量方法。
背景技術(shù)：
巷道圍巖是極其復(fù)雜的地質(zhì)體，具有兩大特點，其一是巖體內(nèi)部含有各種各樣的 不連續(xù)面，如節(jié)理、裂痕等，這些不連續(xù)面的存在顯著改變了巖體的強度特征和變形特征， 致使巖體與巖塊的強度相差懸殊；其二是巖體含有內(nèi)應(yīng)力，傳統(tǒng)意義上的礦山巷道采動應(yīng) 力是指礦山經(jīng)受開采以后應(yīng)力的變化值。應(yīng)力場的大小和方向都顯著影響著圍巖的變形和 破壞，因此，應(yīng)力的測量就成為解決地下工程中深井、軟巖和高應(yīng)力下的支護(hù)問題的有效手 段?，F(xiàn)有技術(shù)中測量應(yīng)力的方法主要有通過應(yīng)力儀或者應(yīng)變儀來測量應(yīng)力，而對于由于掘 進(jìn)引起的巷道采動應(yīng)力的研究較少。因此在實際工作中，由于不了解掘進(jìn)引起的礦山巷道 采動應(yīng)力的變化及應(yīng)力的具體數(shù)值導(dǎo)致的巷道破壞、返修甚至重新掘進(jìn)等問題出現(xiàn)的頻率 較高，耽誤工程的進(jìn)度，消耗了大量人力物力。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何精確測量掘進(jìn)引起的礦山巷道采動應(yīng)力的變化 及應(yīng)力的具體數(shù)值。( 二 )技術(shù)方案為此，本發(fā)明提供了一種煤礦巷道采動應(yīng)力測量方法，包括以下步驟步驟Si、在待掘巷道前進(jìn)方向的區(qū)域，在已掘巷道靠近待掘巷道，或正對待掘巷道 軸線的兩幫或頂板或底板上，向所述待掘巷道方向打設(shè)至少一個鉆孔；步驟S2、在每個鉆孔中設(shè)置至少一個應(yīng)力計。其中，所述鉆孔的軸線垂直于待掘巷道的軸線。所述鉆孔的軸線平行于待掘巷道的軸線。所述鉆孔的軸線與待掘巷道的軸線立體相交。所述步驟S2中的應(yīng)力計包括三軸應(yīng)力計，且采用粘結(jié)劑將所述應(yīng)力計與鉆孔的
圍巖粘結(jié)。對于軸線位于同一豎直平面且互相平行的兩條巷道，當(dāng)已掘巷道位于待掘巷道的 上方時，所述步驟Sl中在所述已掘巷道正對待掘巷道的軸線延長線的頂板的中部往所述 待掘巷道的方向打設(shè)鉆孔。(三)有益效果上述技術(shù)方案具有如下有益效果通過精確測量礦山巷道的采動應(yīng)力，可以確定 不同區(qū)域巷道采動應(yīng)力的影響范圍，優(yōu)化巷道布置方式，確定更加合理的巷道支護(hù)參數(shù)，減 少了由于不了解礦山巷道采動應(yīng)力具體數(shù)值導(dǎo)致的巷道破壞、返修甚至重新掘進(jìn)等問題出 現(xiàn)的概率。


圖1是本發(fā)明煤礦巷道采動應(yīng)力測量方法實施例一的流程圖；圖2是圖1所示方法對應(yīng)的應(yīng)力計布置示意圖；圖3是圖1所示方法對應(yīng)的應(yīng)力計另一布置示意圖；圖4是圖1所示方法對應(yīng)的應(yīng)力計再一布置示意圖；圖5是圖1所示方法對應(yīng)的應(yīng)力計又一布置示意圖；圖6是本發(fā)明實施例的煤礦巷道采動應(yīng)力測量方法實施例二的流程圖；圖7是圖6所示方法對應(yīng)的應(yīng)力計布置示意圖；圖8是圖6所示方法對應(yīng)的應(yīng)力計另一布置示意圖；圖9是圖6所示方法對應(yīng)的應(yīng)力計再一布置示意圖；圖10是圖6所示方法對應(yīng)的應(yīng)力計又一布置示意圖。其中，1 已掘巷道；2 待掘巷道；3 應(yīng)力計。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實施 例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。如圖1所示，為本發(fā)明煤礦巷道采動應(yīng)力測量方法實施例一的流程圖，本方法對 軸線在同一平面內(nèi)互相平行或相交的兩條巷道進(jìn)行應(yīng)力測試，如圖2所示；包括以下步驟步驟11、在待掘巷道2前進(jìn)方向的區(qū)域，在已掘巷道1靠近待掘巷道2的兩幫，向 待掘巷道2方向打設(shè)至少一個鉆孔；步驟12、在每個鉆孔中設(shè)置至少一個應(yīng)力計3 ；具體地，應(yīng)力計的設(shè)置間隔，應(yīng)力計的個數(shù)都可以根據(jù)現(xiàn)場的巖體情況而定；可以 打設(shè)多個鉆孔，也可以只打設(shè)一個鉆孔，根據(jù)鉆孔的深度和大小在每個鉆孔中設(shè)置一個或 多個應(yīng)力計，設(shè)置的應(yīng)力計用于測量掘進(jìn)工作面前進(jìn)前方以及前進(jìn)方向兩側(cè)的應(yīng)力。對于軸線在同一平面內(nèi)平行的兩條巷道的情況；如圖2所示，為圖1所示方法對 應(yīng)的應(yīng)力計布置示意圖，圖2以打設(shè)一個鉆孔，在該鉆孔中布置數(shù)個應(yīng)力計3為例；圖2中 箭頭方向為待掘巷道的掘進(jìn)方向；該鉆孔所在的直線垂直于待掘巷道2所在的直線；如圖3 所示，為圖1所示方法對應(yīng)的應(yīng)力計另一布置示意圖，圖3以打設(shè)一組鉆孔，在每個鉆孔中 布置數(shù)個應(yīng)力計3為例，在圖3所示的情況中，每個應(yīng)力計3與待掘巷道2的距離都不同， 與已掘巷道1的距離也不同，各個應(yīng)力計3能夠排列成一條直線，且該直線與待掘巷道2的 軸線相交；各個鉆孔所在的直線平行于待掘巷道2所在的直線。對于軸線在同一平面內(nèi)相交的兩條巷道的情況；以兩條巷道軸線垂直為例，如圖 4所示，為圖1所示方法對應(yīng)的應(yīng)力計再一布置示意圖；在已掘巷道1的幫面上，沿待掘巷 道2的軸線延長線打設(shè)一個鉆孔，每個鉆孔中設(shè)置若干應(yīng)力計3 ；再如圖5所示，為圖1所 示方法對應(yīng)的應(yīng)力計又一布置示意圖，在靠近待掘巷道2方向的已掘巷道1的幫面上，向待 掘巷道2的方向打設(shè)若干鉆孔，各個鉆孔的軸線與已掘巷道1的軸線平行，每個鉆孔中設(shè)置 一個應(yīng)力計3，在待掘巷道2的軸線延長線上設(shè)置一個應(yīng)力計3，其它應(yīng)力計3以待掘巷道 2的軸線呈對稱分布。各個應(yīng)力計3也可以以其他形狀排布。
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本實施例中的應(yīng)力計采用三軸應(yīng)力計，具體地，采用專門的粘結(jié)劑將應(yīng)力計與鉆 孔的圍巖粘結(jié)。如圖6所示，為本發(fā)明實施例的煤礦巷道采動應(yīng)力測量方法實施例二流程圖，本 方法對軸線處于不同平面，且軸線空間相交；或軸線處于同一豎直平面且互相平行的兩條 巷道進(jìn)行應(yīng)力測試；包括以下步驟步驟21、在待掘巷道2前進(jìn)方向上的區(qū)域，在已掘巷道1正對待掘巷道2的軸線延 長線的兩幫或底板或頂板上往待掘巷道2的方向打設(shè)至少一個鉆孔；步驟22、在每個鉆孔中設(shè)置至少一個應(yīng)力計3。具體地，應(yīng)力計的設(shè)置間隔，應(yīng)力計的個數(shù)都可以根據(jù)現(xiàn)場的巖體情況而定；可以 打設(shè)鉆孔，也可以只打設(shè)一個鉆孔，根據(jù)鉆孔的深度和大小在每個鉆孔中設(shè)置一個或多個 應(yīng)力計，設(shè)置的應(yīng)力計用于測量掘進(jìn)工作面前進(jìn)前方和后方的頂板以及底板的應(yīng)力。對于軸線處于不同平面，且軸線空間相交的情況，如圖7所示，為圖6所示方法對 應(yīng)的應(yīng)力計布置示意圖，圖7中，已掘巷道1和待掘巷道2是上方下方的位置關(guān)系，且已掘 巷道1和待掘巷道2的軸線空間垂直，在已掘巷道1正對待掘巷道2的軸線延長線的底板 上，垂直向下向待掘巷道2的方向打設(shè)鉆孔；圖7以打設(shè)一個鉆孔為例，鉆孔中設(shè)置若干應(yīng) 力計3 ；再如圖8所示，為圖6所示方法對應(yīng)的應(yīng)力計另一布置示意圖，在已掘巷道1的底 板上往下打設(shè)若干鉆孔，每個鉆孔中設(shè)置一個應(yīng)力計3。對于軸線處于同一豎直平面且互相平行的兩條巷道的情況，如圖9所示，為圖6所 示方法對應(yīng)的應(yīng)力計再一布置示意圖，已掘巷道1位于待掘巷道2的上方，在已掘巷道1的 底板上，具體在底板中部豎直往下打設(shè)一個鉆孔，在鉆孔中設(shè)置若干應(yīng)力計3 ；再如圖10所 示，為圖6所示方法對應(yīng)的應(yīng)力計又一布置示意圖，在已掘巷道1的底板上垂直往下打設(shè)若 干鉆孔，在每個鉆孔中布設(shè)一個應(yīng)力計3。本實施例中的應(yīng)力計采用三軸應(yīng)力計，具體地，采用專門的粘結(jié)劑將應(yīng)力計與鉆 孔的圍巖粘結(jié)。由以上實施例可以看出，本發(fā)明實施例能夠?qū)ΦV山巷道的采動應(yīng)力進(jìn)行精確測 量，通過精確測量，可以確定不同區(qū)域巷道采動應(yīng)力的影響范圍，優(yōu)化巷道布置方式，確定 更加合理的巷道支護(hù)參數(shù)，減少由于不了解礦山巷道采動應(yīng)力具體數(shù)值導(dǎo)致的巷道破壞、 返修甚至重新掘進(jìn)等問題出現(xiàn)的概率。而且采用本發(fā)明提供的方法測量采動應(yīng)力能夠節(jié)省 大量人力物力。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型 也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種煤礦巷道采動應(yīng)力測量方法，其特征在于，包括以下步驟步驟S1、在待掘巷道前進(jìn)方向的區(qū)域，在已掘巷道靠近待掘巷道，的兩幫或頂板或底板上，向所述待掘巷道方向打設(shè)至少一個鉆孔；步驟S2、在每個鉆孔中設(shè)置至少一個應(yīng)力計。
2.如權(quán)利要求1所述的煤礦巷道采動應(yīng)力測量方法，其特征在于，所述鉆孔的軸線垂 直于待掘巷道的軸線。
3.如權(quán)利要求1所述的煤礦巷道采動應(yīng)力測量方法，其特征在于，所述鉆孔的軸線平 行于待掘巷道的軸線。
4.如權(quán)利要求1所述的煤礦巷道采動應(yīng)力測量方法，其特征在于，所述鉆孔的軸線與 待掘巷道的軸線立體相交。
5.如權(quán)利要求1所述的煤礦巷道采動應(yīng)力測量方法，其特征在于，所述步驟S2中的應(yīng) 力計包括三軸應(yīng)力計，且采用粘結(jié)劑將所述應(yīng)力計與鉆孔的圍巖粘結(jié)。
6.如權(quán)利要求1所述的煤礦巷道采動應(yīng)力測量方法，其特征在于，對于軸線位于同一 豎直平面且互相平行的兩條巷道，當(dāng)已掘巷道位于待掘巷道的上方時，所述步驟Sl中在所 述已掘巷道正對待掘巷道的軸線延長線的頂板的中部往所述待掘巷道的方向打設(shè)鉆孔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種煤礦巷道采動應(yīng)力測量方法，包括以下步驟步驟S1、在待掘巷道前進(jìn)方向的區(qū)域，在已掘巷道靠近待掘巷道，或正對待掘巷道軸線的兩幫或頂板或底板上，向所述待掘巷道方向打設(shè)至少一個鉆孔；步驟S2、在每個鉆孔中設(shè)置至少一個應(yīng)力計。本發(fā)明通過精確測量礦山巷道的采動應(yīng)力，可以確定不同區(qū)域巷道采動應(yīng)力的影響范圍，優(yōu)化巷道布置方式，確定更加合理的巷道支護(hù)參數(shù)，減少由于不了解礦山巷道采動應(yīng)力具體數(shù)值導(dǎo)致的巷道破壞、返修甚至重新掘進(jìn)等問題出現(xiàn)的概率。
文檔編號E21B49/00GK101975065SQ20101028352
公開日2011年2月16日 申請日期2010年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月15日
發(fā)明者劉超儒, 吳志剛, 吳擁政, 康紅普 申請人:天地科技股份有限公司