The invention discloses a method of real-time determining the geological condition of rock mass by monitoring the drilling process of pneumatic bolting rig, which includes the following steps: the pressure meter and the flowmeter are connected into the motor intake pipe of the rig, and the Holzer speed sensor is installed vertically on the drill pipe of the drill, and in the installation process of the anchor and anchor cable, it is obtained. The operating parameters of the drilling rig, including the intake pressure P of the motor and the gas consumption Q, and the rotation rate omega of the drill rod and the drilling rate V, calculate the output torque M of the drill rig according to the relation between the output torque M of the drill and the gas consumption Q and the rotation rate Omega under the certain inlet pressure P; according to the output torque M of the rig and drilling. The rate of V is determined by using neural network to determine the integrity coefficient of rock mass Kv. This method is used to determine the relationship between the operating parameters of the pneumatic bolting rig and the geological condition of rock mass through the field test, and then the geological state of the rock mass is evaluated in real time using the relationship based on the operating parameters of the pneumatic bolting rig.
【技术实现步骤摘要】
基于气动锚杆钻机钻进参数实时确定岩体地质状态的方法
本专利技术涉及煤矿巷道掘进、工作面回采等领域中实时确定围岩岩体地质状态的方法。
技术介绍
我国煤矿主要是井工开采,需要在井下开掘大量巷道,保持巷道围岩稳定对矿井建设与安全生产具有重要意义,也是煤矿普遍面临的技术难题。煤矿巷道支护设计面临的核心问题是煤矿井下地质条件多变,这使得广泛采用的工程类比法的适用性受到限制。但是,目前煤矿井下缺少快速便捷评价岩体地质状态的方法,亟需相关技术和方法的突破,以促进巷道支护设计的科学化。目前煤矿井下确定岩体地质状态的方法主要有三种:(1)钻孔摄像法:其基本原理是通过钻孔孔壁的图像信息来判断岩体的地质状态。该方法比较直观,但是现场实施程序繁琐,后处理慢,且需要人工研判,有主观因素的干扰。另外,当遇到断层、溶洞、破碎带等特殊地质时,该法不再适用;(2)钻孔声波测试法:该法依据岩体的损伤程度与其声波传输速度的相关性判定岩体完整性。但是当围岩较破碎或塌孔较严重时,该法不再适用;(3)矿井地震法:该法通过分析震源信号传输时间获得波在岩体中传播的速度场,进而反算出岩体的地质状态。但是,该法存在多解性难题,另外,该法受限于井下巷道有限的空间,不易于大面积实施。目前,锚杆和锚索支护已成为煤矿井下最常用的巷道支护方式。锚杆和锚索的安装过程中需要用气动锚杆钻机进行钻孔,这些钻孔的范围覆盖了巷道周边的岩体,因此如果能利用气动锚杆钻机的运行参数反演出岩体的地质状态,将为巷道支护设计实时提供详细的地质条件,便于及时优化支护方案,确保巷道围岩的稳定性。如图1、2为气动锚杆钻机的机构示意图。
技术实现思路
...
【技术保护点】
1.基于气动锚杆钻机钻进参数实时确定岩体地质状态的方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1:将压力计、流量计串联入所述气动锚杆钻机的马达进气管路,将霍尔转速传感器垂直安装于所述气动锚杆钻机的钻杆上,在锚杆和锚索的安装过程中,获取所述气动锚杆钻机钻进过程中的运行参数,所述运行参数包括马达的进气压力P和耗气量Q,以及钻杆的旋转速率ω和钻进速率v;步骤2:根据一定进气压力P下,所述气动锚杆钻机的输出扭矩M与耗气量Q和旋转速率ω的关系,计算所述气动锚杆钻机的输出扭矩M;步骤3:根据所述气动锚杆钻机的输出扭矩M以及钻进速率v,利用神经网络确定岩体完整性系数Kv。
【技术特征摘要】
1.基于气动锚杆钻机钻进参数实时确定岩体地质状态的方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1:将压力计、流量计串联入所述气动锚杆钻机的马达进气管路,将霍尔转速传感器垂直安装于所述气动锚杆钻机的钻杆上,在锚杆和锚索的安装过程中,获取所述气动锚杆钻机钻进过程中的运行参数,所述运行参数包括马达的进气压力P和耗气量Q,以及钻杆的旋转速率ω和钻进速率v;步骤2:根据一定进气压力P下,所述气动锚杆钻机的输出扭矩M与耗气量Q和旋转速率ω的关系,计算所述气动锚杆钻机的输出扭矩M;步骤3:根据所述气动锚杆钻机的输出扭矩M以及钻进速率v,利用神经网络确定岩体完整性系数Kv。2.根据权利要求1所述的通过监测气动锚杆钻机钻进过程实时确定岩体地质状态的方法,其特征在于:所...
【专利技术属性】
技术研发人员:张凯,薛欣然,牛钢钢,邓康宇,
申请(专利权)人:中国矿业大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。