专利名称：一种围岩松动圈的测试方法及测试设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及围岩松动圈的测试，尤其涉及围岩松动圈的测试方法及测试设备。
背景技术：
地下硐室围岩开挖存在松动圈是一个普遍现象，主要来源于松动圈中破裂岩体的体积膨胀，而地下硐室支护的对象主要是松动圈形成中的碎胀变形，松动圈越厚，围岩变形力越大，支护越困难。到目前为止，松动圈分布情况都是靠现场实测得到的。松动圈实测方法很多，大体可分为两大类:一类是直接观察比较法，另一类是物理方法。(I)直接观察比较法常用的包括:钻孔潜望镜法、观钻孔电视法、钻孔取心法、多点位移计法等。钻孔潜望镜法:通过带光源的光学棱镜系统直接观测或照相记录孔壁延时状态来判别松动圈范围。岩石潜望镜带有电光源和倾斜反射镜，可深入钻孔观察，同时岩石潜望镜带有照相机，可以把围岩裂缝照下来加以分析比较判别松动圈范围。观钻孔电视法:通过特制的孔内摄像机传给地面电视，然后观察记录孔壁岩石状态来判别破碎区范围。它是将测得的探头所处的深度值转化为数字量后再进行编码，并与摄像机拍摄的视频图像信号同步进入动态字符叠加器中，再由字符叠加器将深度数值与视频图像信号进行叠加后，以视频信号方式输出到录机中进行同步记录或在显示器上，进行实时监视。该方法的特点是:适用范围非常广泛，不仅可于各种方向的钻孔如垂直、倾斜、水平钻孔等；探测结果清晰、直观，观察也具有一定的空间效果，符合人眼观察习惯；此外，该设备体积小、重量轻、携带方便、操作简单，只需进行简单连接便可直接进行操作。钻孔取心法:将钻孔岩心由浅至深顺序排列，经比较确定。该方法虽简单、方便、直观、实用，但对于软弱或破碎岩体，钻孔取芯率相对较低时，很难较完整、准确地获得钻孔内的地质资料，给松动圈判别带来一定难度。多点位移计法:利用破裂区内测点位移或位移波速突变，经比较确定松动圈范围。该方法通常是在开挖抵达欲测断面前就埋好多点位移计，才能达到较好效果。多点位移计测试方法的优点是测试数据可靠，但缺点是观测工作量大；仪器为一次性消耗，费用高，精度较差，所需时间也相对较长。(2)物理方法常用的包括形变电阻率法、声测法、和地质雷达实测法等。形变电阻率法:是利用各种岩石的到电阻率不同、而同类岩石的电阻率随节理、裂隙、孔隙情况不同而不同的原理判别松动圈的范围。该方法优点是布点测量方便、测试范围大、观测简单、快速经济、不破坏岩体原有状态，并可以一次布设若干组电极分段(区)观测，还可以长期定时观测。缺点是对仪器精度要求较高，需要良好的电极布置的技术要求高。声测法:是利用各类岩石中声波速度不同，且同种岩石随破裂程度增加声速降低原理来判定松动圈范围。声波的波速随介质裂隙发育、密度降低、声阻抗增大而降低，随应力增大、密度增大而增加。因此，测得的声波波速高则说明围岩完整性好，波速低说明围岩存在裂缝，围岩有破坏发生。测出距离围岩表面不同深度的岩体波速值，作出深度和波速曲线，然后再根据有关地质资料可推断出被测试硐室的围岩松动圈厚度。该方法的优点是测试技术成熟可靠，原理简单，仪器便宜可以重复使用。存在的主要问题是，在测试中，经常要提供风和水管，工作量较大。地质雷达实测法:是利用雷达产生高频短脉冲电磁波和能量向岩体介质内发射，利用岩体介质中节理、裂隙断裂等界面上的反射波不同来探测裂缝的位置，判别松动圈范围。地质雷达法测试的优点是不需钻孔，精度、效率和分辨率高，灵活方便，剖面直观，测试快速，现场即可得到裂缝位置图，得出松动圈范围；其缺点是仪器昂贵。这些实测方法中最为常见的是声测法，但近几年来探测雷达实测法也用的越来越多。发明人在实现本发明的过程中，发现目前的围岩松动圈的实测方法都比较费时费力而且测试费用昂贵。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种围岩松动圈的测试方法，操作简单并能够较为准确地测试出围岩松动圈的厚度。为解决上述技术问题，本发明围岩松动圈的测试方法所采用的技术方案为:—种围岩松动圈的测试方法，包括:沿垂直于围岩侧壁的方向，向围岩中打钻孔；在预定的时间段和压力条件下，向所述钻孔中的至少两个预定孔段注入压力流体，并分别记录在所述预定的时间段和压力条件下向每个预定孔段注入的流体的流量；根据向所述至少两个预定孔段注入的流体的流量差异，确定出围岩松动圈的厚度。其中，所述向所述钻孔中的至少两个预定孔段注入压力流体，并分别记录在所述预定的时间段和压力条件下向每个预定孔段注入的流体的流量包括:向所述钻孔中距离围岩侧壁最近的第一预定孔段注入压力流体，并记录在所述预定的时间段和压力条件下向该第一预定孔段注入的流体的流量；向所述钻孔中与所述第一预定孔段依次相邻并直至孔底的孔段，分别注入压力流体，并记录在所述预定的时间段和压力条件下向所述依次相邻并直至孔底的孔段注入的流体的流量。可选地，所述向所述钻孔中的至少两个预定孔段注入压力流体，并分别记录在所述预定的时间段和压力条件下向每个预定孔段注入的流体的流量包括:向所述钻孔中位于孔底的孔段注入压力流体，并记录在所述预定的时间段和压力条件下向该位于孔底的孔段注入的流体的流量；向所述钻孔中与所述位于孔底的孔段依次相邻并直至围岩侧壁的孔段，分别注入压力流体，并记录在所述预定的时间段和压力条件下向所述依次相邻并直至围岩侧壁的孔段注入的流体的流量。其中，所述根据向所述至少两个预定孔段注入的流体的流量差异，确定出围岩松动圈的厚度包括:根据向所述至少两个预定孔段注入的流体的流量差异，确定出钻孔围岩的裂隙分布特征，其中钻孔围岩裂隙越发育，预定的时间段和压力条件下水流量就越大；根据所述钻孔围岩的裂隙分布特征确定出围岩松动圈的厚度。其中，所述预定的压力条件下是指:在0.1-0.2Mpa的压力条件下，优选在0.18Mpa的压力条件下。
进一步地，所述在预定的时间段和压力条件下，向所述钻孔中的至少两个预定孔段注入压力流体之前，所述围岩松动圈的测试方法还包括步骤:向所述钻孔中的至少两个预定孔段注入具有一定压力的气体，对所述钻孔中的预定孔段的围岩裂隙进行吹风处理。本发明实施例一种围岩松动圈的测试方法中，通过在预定的时间段和压力条件下，向围岩侧壁的钻孔中的至少两个预定孔段注入压力流体，并分别记录在所述预定的时间段和压力条件下，向每个预定孔段注入的流体的流量；由于钻孔围岩裂隙越发育，预定的时间段和压力条件下水流量就越大，因此根据向至少两个预定孔段注入的流体的流量差异，能够较为准确地确定出围岩松动圈的厚度或深度，操作十分简单。本发明所要解决的另一技术问题是提供一种围岩松动圈的测试设备，结构简单并能够较为准确地测试出围岩松动圈的厚度。为解决上述技术问题，本发明围岩松动圈的测试设备所采用的技术方案为:—种围岩松动圈的测试设备，包括:测试管，所述测试管呈两端封闭的中空的管状；至少两个环形的胶囊，沿所述测试管的长度方向相互间隔地设置在所述测试管的外周上；所述胶囊充入气体或液体介质后能够胀起；在所述测试管位于相邻两个胶囊之间的管段上开设有通孔；测试液输送管，所述测试液输送管的出口位于相邻两个胶囊之间的管段内，通过所述测试液输送管输入到相邻两个胶囊之间的管段内的流体，只能从该相邻两个胶囊之间的管段上所开设的通孔流出；胶囊的膨胀介质输送管，所述膨胀介质输送管的出口位于其中一个胶囊内部，相邻的胶囊内部之间通过管路相连通；流量计，设置在所述测试液输送管的管路上。其中，所述测试管上设有两个所述胶囊；所述两个胶囊设置在所述测试管的两端。可选地，所述测试管上设有第一胶囊、第二胶囊和第三胶囊；其中第一胶囊和第二胶囊设置在所述测试管的两端，第三胶囊设置在测试管的中部；所述测试液输送管包括:第一测试液输送管和第二测试液输送管；其中，第一测试液输送管的出口位于第一胶囊和第三胶囊之间的管段内，第二测试液输送管的出口位于第二胶囊和第三胶囊之间的管段内。进一步地，在所述测试管的尾端连接有推进杆，在所述推进杆上开设有刻度。优选地，所述推进杆呈中空的管状，所述测试液输送管沿所述推进杆内部延伸直至其出口开口于相邻两个胶囊之间的管段内。优选地，所述推进杆呈中空的管状，所述膨胀介质输送管沿所述推进杆内部延伸直至其出口开口于其中一个胶囊内；和/或连通相邻胶囊内部空腔的管路沿该相邻两个胶囊之间的管段内布设。优选地，所述测试管的外径为2-3厘米，适用于在普通钻孔内测试。进一步地，所述的围岩松动圈的测试设备还包括注水控制装置，所述注水控制装置与所述测试管通过注水管相连接；所述注水控制装置能够向所述注水管中提供0.1-0.2Mpa，优选0.18Mpa的压力水。进一步地，所述围岩松动圈的测试设备还包括设置在所述测试管上的压力传感器；所述压力传感器与所述注水控制装置的注水控制中心相连；所述压力传感器感测所述测试管内的水压，当将感测的所述水压信号发送至所述注水控制中心；所述注水控制中心接收所述压力传感器发送的水压信号，并在确定该水压信号大于0.2Mpa时，控制所述注水控制装置停止向所述测试管注水。利用本发明实施例围岩松动圈的测试设备，能够向围岩侧壁的钻孔中的至少两个预定孔段注入压力流体，并分别记录在预定的时间段和压力条件下向每个预定孔段注入的流体的流量；由于钻孔围岩裂隙越发育，预定的时间段和压力条件下水流量就越大，因此根据向至少两个预定孔段注入的流体的流量差异，能够较为准确地确定出围岩松动圈的厚度或深度，并且结构十分简单。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本发明围岩松动圈的测试方法实施例的流程示意图；图2为本发明围岩松动圈的测试设备一实施例的结构示意图；图3为采用图2所示设备在围岩松动圈范围内进行测试的结构示意图；图4为采用图2所示设备在原岩区进行测试的结构示意图；图5为本发明围岩松动圈的测试设备另一实施例的结构不意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。参看图1所示，本发明实施例一种围岩松动圈的测试方法，包括步骤:S1、沿垂直于围岩侧壁的方向，向围岩中打钻孔；其中的钻孔可以是为测试围岩松动圈而专门打的钻孔，也可采用用来安装锚杆或锚索而打的钻孔。S2、在预定的时间段和压力条件下，向所述钻孔中的至少两个预定孔段注入压力流体，并分别记录在所述预定的时间段和压力条件下，向每个预定孔段注入的流体的流量；其中预定的时间段为向围岩裂隙中注满测试液所需的时间，或者向围岩裂隙中注入的测试液达到一定压力(如达到测试液注入装置所提供的注入压力)时所需的时间。本发明实施例中所述流体为水，借助一定的压力将水向所述钻孔中的至少两个预定孔段注入。本发明不限于此，所述的压力流体也可以采用其他的液体介质。
S3、根据向所述至少两个预定孔段注入的流体的流量差异，确定出围岩松动圈的厚度。本发明实施例围岩松动圈的测试方法中，通过向围岩侧壁的钻孔中的至少两个预定孔段注入压力流体，并分别记录向每个预定孔段注入的流体的流量；由于钻孔围岩裂隙越发育，预定的时间段和压力条件下注入的水流量就越大，因此根据向至少两个预定孔段注入的流体的流量差异，能够较为准确地确定出围岩松动圈的厚度或深度。在前述围岩松动圈的测试方法实施例中，可选地，所述步骤S2中向所述钻孔中的至少两个预定孔段注入压力流体，并分别记录在所述预定的时间段和压力条件下，向每个预定孔段注入的流体的流量包括:S21a、向所述钻孔中距离围岩侧壁最近的第一预定孔段注入压力流体，并记录在所述预定的时间段和压力条件下，向该第一预定孔段注入的流体的流量；S22a、向所述钻孔中与所述第一预定孔段依次相邻并直至孔底的孔段，分别注入压力流体，并记录在所述预定的时间段和压力条件下，向所述依次相邻并直至孔底的孔段注入的流体的流量。本实施例中是由外向内逐段进行测试，由于钻孔围岩裂隙越发育，注入的水流量就越大，因此根据所记录的向每段孔段注入的流体的流量，以及根据相邻孔段之间流量的变化，能够准确地确定出围岩松动圈的厚度，操作十分简单。在前述围岩松动圈的测试方法实施例中，优选地，所述步骤S2中向所述钻孔中的至少两个预定孔段注入压力流体，并分别记录在所示预定的时间段和压力条件下，向每个预定孔段注入的流体的流量包括:S21b、向所述钻孔中位于孔底的孔段注入压力流体，并记录在所述预定的时间段和压力条件下，向该位于孔底的孔段注入的流体的流量；S22b、向所述钻孔中与所述位于孔底的孔段依次相邻并直至围岩侧壁的孔段，分别注入压力流体，并记录在所述预定的时间段和压力条件下，向所述依次相邻并直至围岩侧壁的孔段注入的流体的流量。本实施例中采用由内向外逐段进行测试的方法。由于钻孔围岩裂隙越发育，注入的水流量就越大，因此根据所记录的向每段孔段注入的流体的流量，以及根据相邻孔段之间流量的变化，能够准确地确定出围岩松动圈的厚度。采用由内向外逐段进行测试的方法，有利于在利用较少水量的情况下就能较快地确定出围岩松动圈的厚度，减少测试的次数，提高测试效率。也就是说，孔底段的围岩周围没有裂隙发生，则注入的水的量就较少，所注入的水的量只需充满孔底段的孔内空间即可。并且，采用由内向外逐段进行测试的方法，当第一次出现向某个孔段注入的水的量，较前面相邻孔段注入的水的量发生突变时，即可确定出在该某个孔段的区域，出现了围岩明显松动的情况，由此能够较为快速和准确地确定出围岩松动圈的厚度。在前述围岩松动圈的测试方法实施例中，所述步骤S3根据向至少两个预定孔段注入的流体的流量差异，确定出围岩松动圈的厚度包括:S31、根据向至少预定孔段注入的流体的流量差异，确定出钻孔围岩的裂隙分布特征，其中钻孔围岩裂隙越发育，预定的时间段和压力条件下水流量就越大；S32、根据所述钻孔围岩的裂隙分布特征确定出围岩松动圈的厚度。
本实施例中，通过逐个地向每个预定孔段注入测试用的水介质，根据向至少两个预定孔段注入的流体的流量差异，确定出钻孔围岩的裂隙分布特征，并根据所述钻孔围岩的裂隙分布特征确定出围岩松动圈的厚度，能够提高所确定出的围岩松动圈的厚度的准确性。在所述的围岩松动圈的测试方法一实施例中，所述预定的压力条件下是指:在
0.1-0.2Mpa的压力条件下,优选在0.18Mpa的压力条件下。当压力小于0.1Mpa时,不利于水流向围岩裂隙的注入，当压力大于0.2Mpa时，压力水会对围岩裂隙造成明显的损害，会造成围岩裂隙的二次扩展。当压力在0.1-0.2Mpa的范围内时，既能较快且较为准确地确定出围岩松动圈的厚度，又不会对围岩裂隙造成明显的损害。在所述的围岩松动圈的测试方法另一实施例中，所述在预定的时间段和压力条件下，向所述钻孔中的至少两个预定孔段注入压力流体之前，所述围岩松动圈的测试方法还包括步骤:向所述钻孔中的至少两个预定孔段注入具有一定压力的气体，对所述钻孔中的预定孔段的围岩裂隙进行吹风处理。这样有利于预先对围岩裂隙中的杂质或尘屑进行清理，对裂隙的纹路进行疏通，减少注入的水流被堵塞的现象，从而有利于提高测试的准确性和测试的效率。参看图2所示，本发明实施例还提供一种围岩松动圈的测试设备，包括:测试管1，所述测试管I呈两端封闭的中空的管状；测试管I可由空心钢管制成；所述测试管的外径优选为2-3厘米，适用于在普通钻孔内测试。既能满足测试要求又便于携带，另一方便又有利于降低钻孔成本；至少两个环形的胶囊2、3，沿所述测试管I的长度方向相互间隔地设置在所述测试管的外周上；所述胶囊充入气体或液体介质后能够胀起；在所述测试管I位于相邻两个胶囊2、3之间的管段上开设有通孔4 ；测试液输送管5，所述测试液输送管5的出口位于相邻两个胶囊2、3之间的管段内，通过所述测试液输送管5输入到相邻两个胶囊2、3之间的管段内的流体，只能从该相邻两个胶囊2、3之间的管段上所开设的通孔流出；胶囊的膨胀介质输送管6，所述膨胀介质输送管6的出口位于其中一个胶囊2或3内部，相邻的胶囊2、3内部之间通过管路7相连通；流量计(图中未示出)，设置在所述测试液输送管5的管路上。其中的测试液可选用水，也可选用其它液体介质。膨胀介质可选用空气等气体介质，也可选用水等液体介质，只要能达到鼓起胶囊封堵钻孔的目的即可。测试液输送管和膨胀介质输送管可采用高强度软管。利用本发明实施例围岩松动圈的测试设备，能够向围岩侧壁的钻孔中的至少两个预定孔段注入压力流体，并分别记录向每个预定孔段注入的流体的流量；由于钻孔围岩裂隙越发育，预定的时间段和压力条件下水流量就越大，因此根据向每个预定孔段注入的流体的流量，能够较为准确地确定出围岩松动圈的厚度或深度，并且结构十分简单。其中水压的控制可以通过阀门控制水流，进而控制测试管内的水压。通过水压表测定水压。测试方法:调节阀门控制测试管内水压稳定在0.1-0.2MPa中间某一定值后再测试流速的大小。参看图2至图4所示，本发明围岩松动圈的测试设备一实施例中，所述测试管I上设有两个所述胶囊，即第一胶囊2和第二胶囊3 ;所述两个胶囊设置在所述测试管的两端。
测试时，首先用定位杆8或直尺等测量出围岩壁距离第一胶囊2的距离L，分别联通风管和水管(图中未示出)，之后开通膨胀介质输送管6对第一胶囊2和第二胶囊3充气，封锁钻孔，保证注水时水流不会从钻孔流出，只从钻孔围岩破碎区域内流出。之后开通测试液输送管5注水至测试管1，水流从测试管I侧壁所开设的通孔4流出，进入钻孔围岩裂隙区，从松动圈流出或者被封闭到裂隙空间内，钻孔围岩裂隙越发育，水流量就越大。测试完成后，停水，放气，推进测试管1，再次进行测试，依次测试直至钻孔底，从而确定钻孔围岩裂隙分布特征，计算围岩松动圈深度。在松动圈范围的测试如图2，在原岩区的测试如图3，所以松动圈深度L e (LI，L2)，在松动圈边界处多测几组就可以准确求出松动圈的范围。参看图5所示，本发明围岩松动圈的测试设备另一实施例中，所述测试管I上设有第一胶囊2、第二胶囊3和第三胶囊9 ;其中第一胶囊2和第二胶囊3设置在所述测试管I的两端，第三胶囊9设置在测试管I的中部；位于第一胶囊和2第三胶囊9之间的管段，与位于第二胶囊3和第三胶囊9之间的管段之间具有隔断结构，使得向第一胶囊2和第三胶囊9之间的管段内注入压力水只能通过第一胶囊2和第三胶囊9之间的管段上所开设的通孔4流出，向第二胶囊3和第三胶囊9之间的管段内注入的压力水只能通过第二胶囊3和第三胶囊9之间的管段上所开设的通孔4流出；所述测试液输送管包括:第一测试液输送管5a和第二测试液输送管5b ;其中，第一测试液输送管5a的出口位于第一胶囊2和第三胶囊9之间的管段内，第二测试液输送管5b的出口位于第二胶囊3和第三胶囊9之间的管段内。测试时，将本实施例的测试管放入围岩上预先打出的钻孔中的预定深度处，通过膨胀介质输送管6向第一胶囊2、第二胶囊3和第三胶囊9中充入空气，使它们膨胀从而分别将钻孔进行封堵。先通过第一测试液输送管5a向第一胶囊2和第三胶囊9之间的管段内注入压力水进行第一次测试，记录所注入的水的流量；向第一胶囊2和第三胶囊9之间的管段内注入压力水只能通过第一胶囊2和第三胶囊9之间的管段上所开设的通孔4流出。第一次测试完成后，停止通过第一测试液输送管5a向第一胶囊2和第三胶囊9之间的管段内注入压力水，并通过第二测试液输送管5b向位于第二胶囊3和第三胶囊9之间的管段内注入压力水进行第二次测试，，记录所注入的水的流量，其中向第二胶囊3和第三胶囊9之间的管段内注入的压力水只能通过第二胶囊3和第三胶囊9之间的管段上所开设的通孔4流出。第二次测试完成后，停止通过第二测试液输送管5b向位于第二胶囊3和第三胶囊9之间的管段内注入压力水，并将充入第一胶囊2、第二胶囊3和第三胶囊9中的空气排出，第一胶囊2、第二胶囊3和第三胶囊9回缩。然后将测试管I沿钻孔推进到另一预定深度处进行下一次的测试，如此循环，直至整个测试完毕。参看图2及图5所示，为了便于记录测试管，或测试管上的某个胶囊位于钻孔中的具体深度并对测试管进行定位操作，优选地，在所述测试管I的尾端连接有推进杆8，在所述推进杆8上开设有刻度。所述推进杆8可采用钢管，还可以是钢筋、塑钢和木棍等杆状材料。参看图5所示，在前述围岩松动圈的测试设备的一实施例中，优选地，所述推进杆8呈中空的管状，所述测试液输送管5a沿所述推进杆8内部延伸直至其出口开口于相邻两个胶囊2和9之间的管段内，所述测试液输送管5b沿所述推进杆8内部延伸直至其出口开口于相邻两个胶囊3和9之间的管段内。这样便于对所述测试液输送管5a和5b的防护。在前述围岩松动圈的测试设备的另一实施例中，所述推进杆8呈中空的管状，所述膨胀介质输送管6沿所述推进杆8内部延伸直至其出口开口于其中一个胶囊2内；和/或连通相邻胶囊内部空腔的管路7沿该相邻两个胶囊之间的管段内布设。这样便于对所述膨胀介质输送管的防护，避免其因与外部的物体挂扯而破损。在前述围岩松动圈的测试设备的实施例中，所述的围岩松动圈的测试设备还包括注水控制装置，所述注水控制装置与所述测试液输送管相连接。优选地，所述注水控制装置能够向所述注水管中提供0.1-0.2Mpa，优选0.18Mpa的压力水。进一步地，所述围岩松动圈的测试设备还包括设置在所述测试管上的压力传感器；所述压力传感器与所述注水控制装置相连；所述压力传感器感测所述测试管内的水压，并将感测的所述水压信号发送至所述注水控制装置；所述注水控制装置接收所述压力传感器发送的水压信号，并在确定该水压信号大于0.2Mpa时，停止向所述测试管注水。这样能够确保在相围岩裂隙中注入压力水时不会对围岩裂隙造成明显损害。本发明围岩松动圈的测试设备及测试方法实施例，能够有效地测试出巷道松动圈的范围，准确度比现有的声测法、钻孔窥视仪更为准确，而且不受钻孔碎屑和钻孔围岩间杂质的影响。以上所述，仅为本发明的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换、或者相关技术特征的重新组合形成的新的技术方案，如权利要求书中间接引用独立权利要求的从属权利要求的附加特征与独立权利要求的附加特征组合形成的新的技术方案，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
权利要求
1.一种围岩松动圈的测试方法,其特征在于,包括: 沿垂直于围岩侧壁的方向，向围岩中打钻孔； 在预定的时间段和压力条件下，向所述钻孔中的至少两个预定孔段注入压力流体，并分别记录在所述预定的时间段和压力条件下向每个预定孔段注入的流体的流量； 根据向所述至少两个预定孔段注入的流体的流量差异，确定出围岩松动圈的厚度。
2.根据权利要求1所述的围岩松动圈的测试方法，其特征在于， 所述向所述钻孔中的至少两个预定孔段注入压力流体，并分别记录在所述预定的时间段和压力条件下向每个预定孔段注入的流体的流量包括: 向所述钻孔中距离围岩侧壁最近的第一预定孔段注入压力流体，并记录在所述预定的时间段和压力条件下向该第一预定孔段注入的流体的流量； 向所述钻孔中与所述第一预定孔段依次相邻并直至孔底的孔段，分别注入压力流体，并记录在所述预定的时间段和压力条件下向所述依次相邻并直至孔底的孔段注入的流体的流量。
3.根据权利要求1所述的围岩松动圈的测试方法，其特征在于， 所述向所述钻孔中的至少两个预定孔段注入压力流体，并分别记录在所述预定的时间段和压力条件下向每个预定孔段注入的流体的流量包括: 向所述钻孔中位于孔底的孔段注入压力流体，并记录在所述预定的时间段和压力条件下向该位于孔底的孔段注入的流体的流量； 向所述钻孔中与所述位于孔底的孔段依次相邻并直至围岩侧壁的孔段，分别注入压力流体，并记录在所述预定的时间段和压力条件下向所述依次相邻并直至围岩侧壁的孔段注入的流体的流量。
4.根据权利要求1-3任一项所述的围岩松动圈的测试方法，其特征在于， 所述根据向所述至少两个预定孔段注入的流体的流量差异，确定出围岩松动圈的厚度包括: 根据向所述至少两个预定孔段注入的流体的流量差异，确定出钻孔围岩的裂隙分布特征，其中钻孔围岩裂隙越发育，预定的时间段和压力条件下水流量就越大； 根据所述钻孔围岩的裂隙分布特征确定出围岩松动圈的厚度。
5.根据权利要求1-4任一项所述的围岩松动圈的测试方法，其特征在于，所述预定的压力条件下是指:在0.1-0.2Mpa的压力条件下,优选在0.18Mpa的压力条件下。
6.根据权利要求1-5任一项所述的围岩松动圈的测试方法，其特征在于，所述在预定的时间段和压力条件下，向所述钻孔中的至少两个预定孔段注入压力流体之前，所述围岩松动圈的测试方法还包括步骤: 向所述钻孔中的至少两个预定孔段注入具有一定压力的气体，对所述钻孔中的预定孔段的围岩裂隙进行吹风处理。
7.—种围岩松动圈的测试设备,其特征在于,包括: 测试管，所述测试管呈两端封闭的中空的管状； 至少两个环形的胶囊，沿所述测试管的长度方向相互间隔地设置在所述测试管的外周上；所述胶囊充入气体或液体介质后能够胀起； 在所述测试管位于相邻两个胶囊之间的管段上开设有通孔；测试液输送管，所述测试液输送管的出口位于相邻两个胶囊之间的管段内，通过所述测试液输送管输入到相邻两个胶囊之间的管段内的流体，只能从该相邻两个胶囊之间的管段上所开设的通孔流出； 胶囊的膨胀介质输送管，所述膨胀介质输送管的出口位于其中一个胶囊内部，相邻的胶囊内部之间通过管路相连通； 流量计，设置在所述测试液输送管的管路上。
8.根据权利要求7所述的围岩松动圈的测试设备，其特征在于， 所述测试管上设有两个所述胶囊； 所述两个胶囊设置在所述测试管的两端。
9.根据权利要求7所述的围岩松动圈的测试设备，其特征在于， 所述测试管上设有第一胶囊、第二胶囊和第三胶囊；其中第一胶囊和第二胶囊设置在所述测试管的两端，第三胶囊设置在测试管的中部； 所述测试液输送管包括:第一测试液输送管和第二测试液输送管；其中，第一测试液输送管的出口位于第一胶囊和第三胶囊之间的管段内，第二测试液输送管的出口位于第二胶囊和第三胶囊之间的管段内。
10.根据权利要求7至9任一项所述的围岩松动圈的测试设备，其特征在于， 在所述测试管的尾端 连接有推进杆，在所述推进杆上开设有刻度。
全文摘要
本发明公开一种围岩松动圈的测试方法及测试设备，涉及围岩松动圈测试技术领域，为使操作更简单测试更准确而发明。该方法包括在预定时间段和压力条件下向钻孔中至少两个预定孔段注入流体；根据向至少两个预定孔段注入流体的流量差异，确定出围岩松动圈的厚度。该设备包括测试管，至少两个胶囊间隔地设置在测试管外周上；在测试管位于相邻两个胶囊之间的管段上有通孔；输入到相邻两个胶囊之间的管段内的流体，只能从该相邻两个胶囊之间的管段上的通孔流出；胶囊的膨胀介质输送管出口位于其中一个胶囊内部，相邻胶囊内部通过管路相通；流量计设在测试液输送管的管路上。本发明适用于围岩松动圈厚度或围岩裂隙区分布测试。
文档编号G01B13/14GK103217131SQ20131012013
公开日2013年7月24日 申请日期2013年4月8日 优先权日2013年4月8日
发明者李学彬, 杨仁树 申请人:中国矿业大学(北京)