一种测量与计算爆区周边岩体损伤因子的方法技术

本发明专利技术属于爆破监测技术领域，尤其是涉及一种测量与计算爆区周边岩体损伤因子的方法，该方法的具体实施步骤包括：布孔，打孔，注水，布设水液面的测量装置，爆前数据采集，爆破，重新注水，爆后数据采集，分析计算。本发明专利技术根据爆破冲击效应下，不同损伤程度的岩体渗透性能不同的特点，利用钻孔注水的方式对钻孔处的岩体的渗透性能进行测试。通过调整钻孔的位置，可以测试不同位置岩体的损伤因子；通过调整钻孔的深度，可以测试不同深度岩体的损伤因子。与传统的方法相比，此方法简单易行，且能给出钻孔周边一定范围内损伤场的连通程度及损伤裂缝的总体张开程度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于爆破监测
，尤其是设及一种测量与计算爆区周边岩体损伤因 子的方法。
技术介绍
爆破开采W其低成本、高效率的特点在露天矿开采中广泛应用，然而，爆破过程中 产生的强烈冲击效应将会导致周边岩体出现一定程度的损伤破坏，进而诱发滑坡、落石等 灾害的发生，为了准确分析爆破对于边坡稳定性的影响机理和规律，需要掌握爆破冲击效 应下周边岩体损伤场的分布规律。 目前，爆区周边岩体损伤场的测试方法主要有两类：光学观测法、等效波速测试 法。光学观测法实施时，将钻孔电视或内窥镜等光学观测设备放入钻孔中，通过上下移动观 测设备，实现不同深度孔壁损伤、破裂现象的记录；等效波速测试法实施时，在测区内按一 定间距布设振动传感器，并在某一位置进行激振，通过分析振动传感器的起振时间计算出 测区内的典型纵波波速及横波波速，并W此对场地的等效损伤场进行评估。 光学观测法获得的观测数据较为直观视频及照片)，但观测范围有限巧L壁附近)， 往往存在"一孔之见"的现象。等效波速测试法可测试较大范围的岩体等效特性，但无法给 出损伤场的连通程度及损伤裂缝的总体张开程度。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种方便、简单、有效的爆区周边岩体损伤因子的测量及计 算方法。 本专利技术的目的是通过下述技术方案来实现的： 本专利技术的，其特征在于包括如下步骤： (1) 布孔：利用钻孔定位测量装置沿垂直于临空面的方向W3m~10m的间距布设钻孔， 具体的钻孔间距根据岩体类别、裂隙发育程度确定。钻孔的布设位置应保证位于本次爆破 的爆区外侧； (2) 打孔：利用钻孔装置在布孔位置打孔，孔深> 10m，孔径> 80mm; (3) 注水：向钻孔内注满水； (4) 布设水液面的测量装置：利用投入式液位计进行测量时，将液位计沿孔中屯、放入孔 中，当液位计放入至设定位置后，将与液位计相连的数据线固定至孔口，所述的液位计设 定位置距离孔底> 50cm;利用带刻度的浮标进行测量时，将浮标沿钻孔中屯、放入孔中，待 浮标接触水面后将与浮标相连的带刻度的线拉直，读取孔口位置刻度线上的刻度值； (5) 爆前数据采集：利用自动数据采集仪或人工记录爆破前各钻孔内的水位下降时程 曲线； (6) 爆破：对爆破区域执行爆破作业； (7) 重新注水：爆破后向各钻孔内重新注满水； (8) 爆后数据采集：利用自动数据采集仪或人工记录爆破后各钻孔内的水位下降时程 曲线； (9) 分析计算：采用损伤因子来表征爆破对周边岩体的损伤程度，损伤因子越大，爆破 对周边岩体损伤得越厉害，建立钻孔周边岩体的损伤程度与到爆区（临空面）距离的关系； 根据爆破前及爆破后各钻孔的水位变化时程曲线计算平均水位下降速率，设本次爆破前某 一钻孔的平均水位下降速率为Kw爆破后该钻孔的平均水位下降速率为Kg，则该位置由 于爆破作用引起的损伤因子可用下式计算：式中，A为钻孔附近岩体由于本次爆破作用引起的损伤因子。 本专利技术的，其特征在于所述的钻孔 定位测量装置包括测量尺、罗盘和GPS。 本专利技术的，其特征在于所述的钻孔 装置为牙轮钻或潜孔钻。 本专利技术的，其特征在于所述的水液 面的测量装置包括投入式液位计或带刻度的浮标。 本专利技术的优点： 本专利技术的测量与计算爆区周边岩体损伤因子的方法，根据爆破冲击效应下，不同损伤 程度的岩体渗透性能不同的特点，利用钻孔注水的方式对钻孔处的岩体的渗透性能进行测 试。通过调整钻孔的位置，可W测试不同位置岩体的损伤因子；通过调整钻孔的深度，可W 测试不同深度岩体的损伤因子。与传统的方法相比，此方法简单易行，且能给出钻孔周边一 定范围内损伤场的连通程度及损伤裂缝的总体张开程度。【附图说明】 图1为本专利技术利用投入式液位计测试液面高度的实验原理图。 图2为本专利技术利用带刻度的浮标测试液面高度的实验原理图。【具体实施方式】 下面结合附图进一步说明本专利技术的【具体实施方式】。 本专利技术的，其特征在于包括如下步 骤： (1) 布孔：利用钻孔定位测量装置沿垂直于临空面的方向W3m~10m的间距布设钻孔， 具体的钻孔间距根据岩体类别、裂隙发育程度确定。钻孔的布设位置应保证位于本次爆破 的爆区外侧； (2) 打孔：利用钻孔装置在布孔位置打孔，孔深> 10m，孔径> 80mm; (3) 注水：向钻孔内注满水； (4) 布设水液面的测量装置：利用投入式液位计7进行测量时，将液位计7沿孔中屯、放 入孔中，当液位计7放入至设定位置后，将与液位计7相连的数据线8固定至孔口； (5) 爆前数据采集：利用自动数据采集仪9或人工记录爆破前各钻孔内的水位下降时 程曲线； (6) 爆破：对爆破区域执行爆破作业； (7) 重新注水：爆破后向各钻孔内重新注满水； (8) 爆后数据采集：利用自动数据采集仪9或人工记录爆破后各钻孔内的水位下降时 程曲线； (9) 分析计算：采用损伤因子来表征爆破对周边岩体的损伤程度，损伤因子越大，爆破 对周边岩体损伤得越厉害，建立钻孔周边岩体的损伤程度与到爆区（临空面）距离的关系； 根据爆破前及爆破后各钻孔的水位变化时程曲线计算平均水位下降速率，设本次爆破前某 一钻孔的平均水位下降速率为Kw爆破后该钻孔的平均水位下降速率为Κ则该位置由 于爆破作用引起的损伤因子可用下式计算：式中，A为钻孔附近岩体由于本次爆破作用引起的损伤因子。 本专利技术的，其特征在于所述的钻孔 定位测量装置包括测量尺、罗盘和GPS。 本专利技术的，其特征在于所述的钻孔 装置为牙轮钻或潜孔钻。 本专利技术的，其特征在于所述的水液 面的测量装置包括投入式液位计7或带刻度的浮标18。[001引实当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量与计算爆区周边岩体损伤因子的方法，其特征在于包括如下步骤：（1）布孔：利用钻孔定位测量装置沿垂直于临空面的方向以3m～10m的间距布设钻孔，具体的钻孔间距根据岩体类别、裂隙发育程度确定；钻孔的布设位置应保证位于本次爆破的爆区外侧；（2）打孔：利用钻孔装置在布孔位置打孔，孔深≥10m，孔径≥80mm；（3）注水：向钻孔内注满水；（4）布设水液面的测量装置：利用投入式液位计进行测量时，将液位计沿孔中心放入孔中，当液位计放入至设定位置后，将与液位计相连的数据线固定至孔口， 所述的液位计设定位置距离孔底≥50cm；利用带刻度的浮标进行测量时，将浮标沿钻孔中心放入孔中，待浮标接触水面后将与浮标相连的带刻度的线拉直，读取孔口位置刻度线上的刻度值；（5）爆前数据采集：利用自动数据采集仪或人工记录爆破前各钻孔内的水位下降时程曲线；（6）爆破：对爆破区域执行爆破作业；（7）重新注水：爆破后向各钻孔内重新注满水；（8）爆后数据采集：利用自动数据采集仪或人工记录爆破后各钻孔内的水位下降时程曲线；（9）分析计算：采用损伤因子来表征爆破对周边岩体的损伤程度，损伤因子越大，爆破对周边岩体损伤得越厉害，建立钻孔周边岩体的损伤程度与到爆区（临空面）距离的关系；根据爆破前及爆破后各钻孔的水位变化时程曲线计算平均水位下降速率，设本次爆破前某一钻孔的平均水位下降速率为Vi‑b，爆破后该钻孔的平均水位下降速率为Vi‑a，则该位置由于爆破作用引起的损伤因子可用下式计算：式中，Di为钻孔i附近岩体由于本次爆破作用引起的损伤因子。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：潘鹏飞，孙厚广，冯春，韩忠和，范晓明，乔继延，郭汝坤，李世海，
申请(专利权)人：鞍钢集团矿业公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21