一种巷道掘进期间的大范围岩爆危险性预测方法技术

本发明专利技术公开了一种巷道掘进期间大范围岩爆危险性的预测方法，如下：在煤矿深部开拓巷道的掘进期，在已掘进的巷道后路划定岩爆可能发生的危险区域，在划定危险区域巷道两帮安装锚索测力计，在巷道掘进和使用期间，连续观测锚索计测力计数值，当区域内某段有超过70％的锚索测力计出现压力变化增大、且变化速度是平常变化速度的3‑5倍异常情况时，预示巷道将有岩爆危险性发生；本发明专利技术通过对巷道大面积安装锚索，从源头上观测压力变化情况，获得具体的增阻速度，符合先观测岩层膨胀，膨胀后再片裂的本质属性，抓住了岩爆前兆信息。

A Method for Predicting the Risk of Rockburst in Large Range during Tunneling

【技术实现步骤摘要】
一种巷道掘进期间的大范围岩爆危险性预测方法
本专利技术属于煤矿开采
，具体涉及一种巷道掘进期间的大范围岩爆危险性预测方法。
技术介绍
由于煤矿深部地质条件复杂多变，深部开采普遍存在地应力场较大、地应力分布变化大等特点，常常伴有岩石岩爆动力破坏，在巷道密集群、硐室群等区域尤为严重。岩爆发生条件除了地应力场较大外，岩层一般具有高均质度、强度高、冲击倾向性高等特征。煤矿高强岩爆往往发生在软硬岩层差异性较大的区域(例如石门段)和岩层受力大、范围大于50m的区域，硬岩层具有积聚、存储高弹性能的特性，软层具有震动瞬间破坏特性。特别是深部开拓巷道时，由于围岩静态应力场较大、分布较广，在巷道掘进期间放炮等附加动态应力，其危险性明显增大。常规的预测冲击的钻屑法只能预测当时的某个点的地压情况，不能长期监测大范围岩爆的情况。到目前为止，还没有针对深部、高储存能量的具体岩层条件，找到长期监测大范围岩爆的很值得信赖的方法。经专利技术人研究发现，岩爆的形成过程是先膨胀、再片裂。如何根据这一属性，专利技术一种对大范围巷道的岩爆进行监测预报的办法，是本专利技术急需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对目前煤矿深部巷道开拓期间，存在的大范围(大于50m)岩爆危险性问题测，提出一种可靠的监测预测方法。本专利技术的技术方案是：一种巷道掘进期间的大范围岩爆危险性预测方法，如下：一、确定岩爆危险区域在煤矿深部巷道的掘进期间，根据地应力场实际观测结果，类比相邻巷道岩爆显现情况，在已掘进的巷道后路划定岩爆可能发生的危险区域，尤其软硬岩层差异性较大的区域。二、安装锚索测力计在划定危险区域内，在巷道两帮打一排锚索，锚索深度一般在10-12m，间距10-15m，然后安装锚索测力计，调整测力计初撑力，保证所有测力计具有相同初撑力；所述的锚索测力计是现有技术，是目前用于长期监测水工结构物及其它混凝土结构物、岩石边坡、桥梁等预应力的锚固状态、并可同步测量埋设点温度的仪器；它采用振弦式传感器，结构物变形时使振弦产生应力变化，从而改变振弦的振动频率，通过振弦频率算出锚索所施加的压力,或代入标定系数算出锚索测力计所感受到的荷载值；三、压力监测在巷道掘进和巷道使用期间，连续观测锚索测力计数值，当超过70％的锚索测力计出现压力变化增大、且变化速度是平常变化速度的3-5倍异常情况时，预示巷道将有岩爆危险性发生，应采取相应的解危措施。本专利技术的积极效果是：1、由于岩层强度高、脆性强等的固有特性，通过对巷道大面积安装锚索，从源头上观测压力变化情况，获得具体的增阻速度，符合先观测岩层膨胀，膨胀后再片裂的本质属性，抓住了岩爆的前兆信息，预报结果准确率高。2、深部长锚索具有累计变形效应，能反映大范围内岩层发生动力破坏的本质情况，再用增阻速度作为判断参量，符合岩爆动力特征，可在井下长期监测预报岩爆危险性，直至巷道不再使用为止。下面结合附图说明本专利技术的实施。附图说明图1是实施例的平面示意图。具体实施方式本领域技术人员根据图1所示的实施例的平面示意图，和
技术实现思路
所述技术方案，完全可以实施，在此不再详述。某煤矿在使用本专利技术方法时，曾同时采用常规的钻屑法预测冲击地压。结果按照本专利技术方法出现岩爆的前兆，钻屑法也同时出现危险煤粉量测值和钻杆被卡死现象，预示有冲击地压发生。由此说明，本专利技术技术方案具有可靠性。上述的钻屑法是现有技术，是在岩层中打小直径(42～45mm)钻孔，根据打钻不同深度时排出的钻屑量及其变化规律来判断岩体内应力集中情况，鉴别发生冲击地压的倾向和位置。在钻进过程中，在规定的防范深度范围内，出现危险煤粉量测值或钻杆被卡死的现象时，则认为具有冲击危险，应采取相应的解危措施。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种巷道掘进期间大范围岩爆危险性的预测方法，其特征在于，如下：1)确定岩爆危险区域在煤矿深部巷道的掘进期间，根据地应力场实际观测结果，类比相邻巷道岩爆显现情况，在已掘进的巷道后路划定岩爆可能发生的危险区域，尤其软硬岩层差异性较大的区域；2)安装锚索测力计在划定危险区域内，在巷道两帮打一排锚索，锚索深度一般在10‑12m，间距10‑15m，然后安装锚索测力计，调整锚索测力计初撑力，保证所有锚索测力计具有相同初撑力；3)压力监测在巷道掘进和使用期间，连续进行锚索测力计数值，当超过70％的锚索测力计出现压力变化增大、且变化速度是平常变形速度的3‑5倍异常时，预示巷道将有岩爆危险性发生，应采取相应的解危措施。

【技术特征摘要】
1.一种巷道掘进期间大范围岩爆危险性的预测方法，其特征在于，如下：1)确定岩爆危险区域在煤矿深部巷道的掘进期间，根据地应力场实际观测结果，类比相邻巷道岩爆显现情况，在已掘进的巷道后路划定岩爆可能发生的危险区域，尤其软硬岩层差异性较大的区域；2)安装锚索测力计在划定危险区域内，在巷道两帮打一排锚索，锚索深度...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘立友，孙久政，刘宏军，陈理强，欧阳振华，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东,37