一种现场测试巷道扰动范围的方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明属于煤矿开采技术领域。
【背景技术】
[0002]实践证明，在800米以下的煤矿深部巷道掘进时，巷道之间会出现相互扰动影响的现象，对巷道支护与稳定极为不利。特别是随着开采深度的增加，相关动力现象，如冲击地压、瓦斯突出、水害等，将更加严重。因为冲击地压对扰动最敏感，所以随着煤层开采向深部发展，越来越多深部巷道出现扰动型冲击地压，且强度与频率呈现逐步增加的趋势。为了防治扰动型冲击地压，需要对巷道扰动的范围进行定量，但目前还没有针对深部开采条件下，进行现场确定巷道扰动范围的测试方法，使得目前的巷道间距等参数的确定大都采用经验数据，结果造成巷道相互扰动，造成多灾害隐患。因此，在现场能针对具体煤层开采环境，快速判断巷道扰动范围，确定相关距离参数，对深部开采扰动型灾害防控具有重要意义。
[0003]发明目的
[0004]本发明的目的是针对上述问题，提出一种简单、易行的现场测试巷道扰动范围的方法。
[0005]本发明的技术方案是:
[0006]一种现场测试巷道扰动范围的方法，步骤如下:
[0007]第一步，在煤矿深部已经巷道掘进完成的区域，选取没有异常构造、能代表区域特征的区段作为扰动测试区，在该测试区选取相邻的两条平行的巷道作为试验巷道；其中一条试验巷道作为震动源巷道，另一条巷道作为测压巷道；
[0008]第二步，在震动源巷道中施工爆破孔，从第一个爆破孔开始，每间隔5m布置一个爆破孔，孔深5m、直径42mm，钻孔距离底板1-1.5m，钻孔方向为水平方向；每个爆破孔装入lkg的炸药；
[0009]第三步，在测压巷道中，距离底板1.0-1.5m的位置，每间隔lm布置一个直径42mm的测压孔，至少布置7个以上的测压孔，要求第一个测压孔深度5m，且位置与第一个爆破孔相对应，从第二个测压孔开始逐级加深，直至最后一个钻孔达到17m以上深度；
[0010]在每个测试孔内布置测试系统；每套测试系统由圆柱形柔性胶囊、液体加压装置和压力测试装置组成；所述的圆柱形柔性胶囊一端设有排气阀，另一端设有连接口 ；所述的液体加压装置设有压力表；所述的压力测试装置由液体压力传感器和数据记录仪组成；布置时首先将圆柱形柔性胶囊排气阀打开，用高压软管与加压装置连接，将液体压力传感器安装在高压软管上；启动加压装置，向圆柱形柔性胶囊充入液体，同时将气体排出，待圆柱形柔性胶囊气体排空、液体充满时，同时关闭排气阀和加压装置，再将充满液体的圆柱形柔性胶囊放入测试孔底部；
[0011]第四步，重新启动加压装置，开始向圆柱形柔性胶囊充入液体，此时圆柱形柔性胶囊开始膨胀，当观测到压力表突然上升增大时，说明圆柱形柔性达到初撑力，加载到设计的工作阻力30MPa时，通过溢流阀作用保持在工作压力上；
[0012]第五步，在震动源巷道中从第一个爆破孔开始实施爆破，每次爆破后通过数据记录仪记录距离爆破点最近的几个圆柱形柔性胶囊的压力变化情况，如无变化的，说明没有受到挠动，继续对下一个爆破孔实施爆破，依次类推，直到有圆柱形柔性胶囊出现压力变化为止，此时的圆柱形柔性胶囊与爆破点之间的距离，为lkg炸药爆破后引起的相邻巷道的扰动范围；从而为下一步设计巷道间距、一次性起爆药量的设计提供参考依据，避免今后巷道施工时造成相互扰动现象，消除扰动型冲击地压隐患。
[0013]本发明能在现场针对具体煤层开采环境，快速判断巷道扰动范围，确定相关距离参数，对深部开采扰动型灾害防控具有重要意义。
【附图说明】
[0014]图1是圈定测试区域图；
[0015]图2是测试系统示意图。
[0016]图例说明，1-排气阀，2-圆柱形柔性胶囊，3-连接口，4-高压软管，5-测压孔，6-液体压力传感器，7-数据记录仪，8-液体加压装置。
【具体实施方式】
[0017]下面结合【附图说明】本发明的实施。
[0018]本发明的现场测试巷道扰动范围的方法，步骤如下:
[0019]第一步，在煤矿深部已经巷道掘进完成的区域，选取没有异常构造、能代表区域特征的区段作为扰动测试区，在该测试区选取相邻的2条平行的巷道作为试验巷道；其中一条试验巷道作为震动源巷道，另一条巷道作为测压巷道，如图1所示；
[0020]第二步，在震动源巷道中施工爆破孔，从第一个爆破孔开始，每间隔5m布置一个爆破孔，孔深5m、直径42mm，钻孔距离底板1-1.5m，钻孔方向为水平方向；每个爆破孔装入lkg的炸药，如图1所示；
[0021]第三步，在测压巷道中，距离底板1.0-1.5m的位置，每间隔lm布置一个直径42mm的测压孔5，至少布置7个以上的测压孔5，要求第一个测压孔5深度5m，且位置与第一个爆破孔相对应，从第二个测压孔5开始逐级加深，直至最后一个钻孔达到17m以上深度，如图1所示；
[0022]如图2所示，在每个测压孔5上布置测试系统；每套测试系统由圆柱形柔性胶囊
2、液体加压装置8和压力测试装置组成；所述的圆柱形柔性胶囊2 —端设有排气阀1，另一端设有连接口 3 ;所述的液体加压装置8设有压力表和溢流阀；所述的压力测试装置由液体压力传感器6和数据记录仪7组成；布置时首先将圆柱形柔性胶囊2排气阀1打开，用高压软管4与加压装置8连接，将液体压力传感器6安装在高压软管4上；启动加压装置8，向圆柱形柔性胶囊2充入液体，同时将气体排出，待圆柱形柔性胶囊2气体排空、液体充满时，同时关闭排气阀1和加压装置8，再将充满液体的圆柱形柔性胶囊2放入测压孔5底部；
[0023]第四步，重新启动加压装置8，开始向圆柱形柔性胶囊2充入液体，此时圆柱形柔性胶囊2开始膨胀，当观测到压力表突然上升增大时，说明圆柱形柔性2达到初撑力，加载到设计的工作阻力30MPa时，通过调整溢流阀保证准确的工作压力；
[0024]第五步，在震动源巷道中从第一个爆破孔开始实施爆破，每次爆破后通过数据记录仪记录距离爆破点最近的几个圆柱形柔性胶囊的压力变化情况，如无变化的，说明没有受到挠动，继续对下一个爆破孔实施爆破，依次类推，直到有圆柱形柔性胶囊出现压力变化为止，此时的圆柱形柔性胶囊与爆破点之间的距离，为lkg炸药爆破后引起的相邻巷道的扰动范围；从而为下一步设计巷道间距、一次性起爆药量的设计提供参考依据，避免今后巷道施工时造成相互扰动现象，消除扰动型冲击地压隐患。
【主权项】
1.一种现场测试巷道扰动范围的方法，其特征在于，步骤如下: 第一步，在煤矿深部已经巷道掘进完成的区域，选取没有异常构造、能代表区域特征的区段作为扰动测试区，在该测试区选取相邻的两条平行的巷道作为试验巷道；其中一条试验巷道作为震动源巷道，另一条巷道作为测压巷道； 第二步，在震动源巷道中施工爆破孔，从第一个爆破孔开始，每间隔5m布置一个爆破孔，孔深5m、直径42mm，钻孔距离底板1-1.5m，钻孔方向为水平方向；每个爆破孔装入1kg的炸药； 第三步，在测压巷道中，距离底板1.0-1.5m的位置，每间隔lm布置一个直径42mm的测压孔，至少布置7个以上的测压孔，要求第一个测压孔深度5m，且位置与第一个爆破孔相对应，从第二个测压孔开始逐级加深，直至最后一个钻孔达到17m以上深度； 在每个测试孔内布置测试系统；每套测试系统由圆柱形柔性胶囊、液体加压装置和压力测试装置组成；所述的圆柱形柔性胶囊一端设有排气阀，另一端设有连接口 ；所述的液体加压装置设有压力表；所述的压力测试装置由液体压力传感器和数据记录仪组成；布置时首先将圆柱形柔性胶囊排气阀打开，用高压软管与加压装置连接，将液体压力传感器安装在高压软管上；启动加压装置，向圆柱形柔性胶囊充入液体，同时将气体排出，待圆柱形柔性胶囊气体排空、液体充满时，同时关闭排气阀和加压装置，再将充满液体的圆柱形柔性胶囊放入测试孔底部； 第四步，重新启动加压装置，开始向圆柱形柔性胶囊充入液体，此时圆柱形柔性胶囊开始膨胀，当观测到压力表突然上升增大时，说明圆柱形柔性达到初撑力，加载到设计的工作阻力30MPa时，通过溢流阀作用保持在工作压力上； 第五步，在震动源巷道中从第一个爆破孔开始实施爆破，每次爆破后通过数据记录仪记录距离爆破点最近的几个圆柱形柔性胶囊的压力变化情况，如无变化的，说明没有受到挠动，继续对下一个爆破孔实施爆破，依次类推，直到所有圆柱形柔性胶囊出现压力变化为止，此时的圆柱形柔性胶囊与爆破点之间的距离，为lkg炸药爆破后引起的相邻巷道的扰动范围；从而为下一步设计巷道间距、一次性起爆药量的设计提供参考依据，避免今后巷道施工时造成相互扰动现象，消除扰动型冲击地压隐患。
【专利摘要】本发明公开了一种现场测试巷道扰动范围的方法，它是在扰动测试区选取相邻两条平行的巷道，一条为震动源巷道，另一条为测压巷道；在震动源巷道中施工爆破孔，在测压巷道的每个测试孔内布置测试系统；在震动源巷道中实施爆破，在测压巷道观看圆柱形柔性胶囊的压力变化情况，如无变化的，说明没有受到挠动，继续对下一个爆破孔实施爆破，依次类推，直到所有圆柱形柔性胶囊出现压力变化为止，此时的圆柱形柔性胶囊与爆破点之间的距离，为炸药爆破后引起的相邻巷道的扰动范围。本发明能在现场针对具体煤层开采环境，快速判断巷道扰动范围，确定相关距离参数，对深部开采扰动型灾害防控具有重要意义。
【IPC分类】G01V1/20, G01V1/13, G01V1/00
【公开号】CN105403910
【申请号】CN201510707464
【发明人】潘立友, 段大勇, 刘宏军, 赵清寿, 陈理强, 魏辉
【申请人】山东科技大学
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年10月27日