一种煤矿深部地应力测试方法技术

本发明专利技术公开的属于地应力测试技术领域，具体为一种煤矿深部地应力测试方法，该煤矿深部地应力测试方法包括如下步骤：步骤一：测点确定：根据所需要的测试范围和矿井实地地质状况两部分确定的，根据所确定地应力测量所要达到的工程目的，先在矿井采掘工程平面图上选出一些可行的位置点，选择这些位置时，要注意避开井下采掘活动以及断层带等一些较大的构造的影响，同时对图上选出的位置要到井下进行实地考察，然后选择一个最合适的位置；步骤二：地质钻打孔：①地点选取，选取整体岩性较好区域的巷道，安设测点，测点巷道内水电方便，该发明专利技术具有实现系统化和理论化的测量，提高数据的精度，提高测量的效率的综合效果。

A test method of in-situ stress in deep coal mine

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿深部地应力测试方法
本专利技术涉及地应力测试
，具体为一种煤矿深部地应力测试方法。
技术介绍
传统理论应用地应力参数评价采矿工程的稳定性时一直以静水压力理论为依据。但随着采矿规模的不断扩大和不断向深部发展，地应力的影响越加严重，如采煤引起的地表下沉变形预计、地质构造研究、开采引起的地下水渗透性变化、矿井水害防治等。特别是随采深不断增加，以静水压力理论为基础计算的地应力与实测的地应力差别较大，依此而进行的岩石力学计算已无法满足实际的需要，从而严重制约相关技术的提高。因此，近年来以地应力实测为基础的岩石力学计算在煤矿生产中大力推广应用，在此情况下研究整个矿区的地应力状况已越来越必要。现有技术当中的地应力测试方法的系统和理论有待进一步的提高，在测量过程中容易出现失误，造成数据的偏差较大，同时降低了地应力测量的效率，因此亟需研发一种煤矿深部地应力测试方法。
技术实现思路
本部分的目的在于概述本专利技术的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。鉴于上述和/或现有煤矿深部地应力测试方法中存在的问题，提出了本专利技术。因此，本专利技术的目的是提供煤矿深部地应力测试方法，实现系统化和理论化的测量，提高数据的精度，提高测量的效率。为解决上述技术问题，根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了如下技术方案：一种煤矿深部地应力测试方法，该煤矿深部地应力测试方法包括如下步骤：步骤一：测点确定：根据所需要的测试范围和矿井实地地质状况两部分确定的，根据所确定地应力测量所要达到的工程目的，先在矿井采掘工程平面图上选出一些可行的位置点，选择这些位置时，要注意避开井下采掘活动以及断层带等一些较大的构造的影响，同时对图上选出的位置要到井下进行实地考察，然后选择一个最合适的位置；步骤二：地质钻打孔：①地点选取，选取整体岩性较好区域的巷道，安设测点，测点巷道内水电方便，地质钻工作时应不影响巷道运输，钻机移动应确保快速方便，有足够的钻机安装和取芯空间；②打孔取芯，使用钻机，并运用特制的取芯套筒及钻头，在所测巷道岩壁上打直径为133mm的带有一定倾角的近水平钻孔，即大孔，当钻孔至预定长度时，取出岩芯，并编号套袋保护岩芯；③打空心包体孔，长370mm，直径40mm的小钻头打空心包体小孔；④冲洗钻孔，小孔成形后，抽出钻杆5cm，用钻机的水管冲洗；步骤三：安装空心包体：①首先要用万用表2000Ω档测量空心包体的各应变片是否通路，浅绿色与其他颜色应变片通道连接读数为124Ω，其他两种颜色读数为244Ω；②量取大孔长度L1并记录，量取空心包体长度为Lk1；③干燥钻孔，先在洗孔器上缠上棉纱，倒上丙酮，利用安装杆将洗孔器送到孔底进行钻孔干燥清洗一至两遍；④配制环氧胶，用注射器和托盘天平严格量取环氧胶，固化剂，置于烧杯内，混合均匀；⑤安装空心包体，先用砂纸把空心包体表面尤其是应变片位置打磨掉1mm左右的厚度，将配制好的环氧胶倒入应力计的空腔，然后在定位器的定位槽中涂抹好黄油，将空心包体安装到定位器上,将包体细心送入小孔内，将环氧胶从包体内腔挤出使空心包体与钻孔壁胶合，此时空心包体即完全闭合；步骤四：取导线杆：等15h后，环氧胶粘结密实，通过定向仪测量包体的位置角读数、钻孔的方位角和倾角，然后取出安装钻杆和定向仪，取杆时拽紧定位器的电缆线；步骤五：应力解除：①挪回钻机，精确对孔。然后将空心包体的导线电缆从取芯管、钻杆孔、钻机和改装过的水节头穿出，连接到数字应变仪上，仅连接1-12通道；②接好钻杆和管路后通水；③启动钻机，开始注水，这时应变仪读数会有所轻微变化，待读数稳定后，再开始进尺读数；④开动钻机，套简取芯，作应力解除，此时应变仪上应变数值会变化，并自动将应变数值记录在应变仪中，套芯结束后，取出带有空心包体的岩芯，将岩芯包裹好，防止岩性发生改变，将岩芯带到地面，准备下一步试验。作为本专利技术所述的煤矿深部地应力测试方法的一种优选方案，其中：所述步骤二中的地质钻打孔钻孔要向上倾斜3-20°。作为本专利技术所述的煤矿深部地应力测试方法的一种优选方案，其中：大孔打好后一定要经过磨平，钻喇叭孔工序，并在打小孔时，钻头要将小孔充分打磨光滑，孔底磨平，保证小孔直径的大小适应空心包体的安装。作为本专利技术所述的煤矿深部地应力测试方法的一种优选方案，其中：所述打钻时现场要有记录人员将取出的岩芯标记号顺序，尤其是确定好最靠近空心包体安装小孔的一段。作为本专利技术所述的煤矿深部地应力测试方法的一种优选方案，其中：在打大孔时发现所打出岩芯过分破碎，为保证空心包体的成功安装及解除，需要及时更换另一个合适的钻孔。作为本专利技术所述的煤矿深部地应力测试方法的一种优选方案，其中：所述安装空心包体时，定向仪的窥视探头和数显屏可以在安装空心包体过程中清晰的显示包体的进度和进孔过程。与现有技术相比：实现系统化和理论化的测量，提高数据的精度，提高测量的效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施方式的技术方案，下面将将结合附图和详细实施方式对本专利技术进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：图1为本专利技术的结构框图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施方式的限制。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术的实施方式作进一步地详细描述。本专利技术提供一种煤矿深部地应力测试方法，该煤矿深部地应力测试方法包括如下步骤：步骤一：测点确定：根据所需要的测试范围和矿井实地地质状况两部分确定的，根据所确定地应力测量所要达到的工程目的，先在矿井采掘工程平面图上选出一些可行的位置点，选择这些位置时，要注意避开井下采掘活动以及断层带等一些较大的构造的影响，同时对图上选出的位置要到井下进行实地考察，然后选择一个最合适的位置；步骤二：地质钻打孔：①地点选取，选取整体岩性较好区域的巷道，安设测点，测点巷道内水电方便，地质钻工作时应不影响巷道运输，钻机移动应确保快速方便，有足够的钻机安装和取芯空间；②打孔取芯，地质钻打孔钻孔要向上倾斜3-20°，以便排水并易于清洗钻孔，使用钻机，并运用特制的取芯套筒及钻头，在所测巷道岩壁上打直径为133mm的带有一定倾角的近水平钻孔，即大孔，当钻孔至预定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤矿深部地应力测试方法，其特征在于：该煤矿深部地应力测试方法包括如下步骤：/n步骤一：测点确定：根据所需要的测试范围和矿井实地地质状况两部分确定的，根据所确定地应力测量所要达到的工程目的，先在矿井采掘工程平面图上选出一些可行的位置点，选择这些位置时，要注意避开井下采掘活动以及断层带等一些较大的构造的影响，同时对图上选出的位置要到井下进行实地考察，然后选择一个最合适的位置；/n步骤二：地质钻打孔：/n①地点选取，选取整体岩性较好区域的巷道，安设测点，测点巷道内水电方便，地质钻工作时应不影响巷道运输，钻机移动应确保快速方便，有足够的钻机安装和取芯空间；/n②打孔取芯，使用钻机，并运用特制的取芯套筒及钻头，在所测巷道岩壁上打直径为133mm的带有一定倾角的近水平钻孔，即大孔，当钻孔至预定长度时，取出岩芯，并编号套袋保护岩芯；/n③打空心包体孔，长370mm，直径40mm的小钻头打空心包体小孔；/n④冲洗钻孔，小孔成形后，抽出钻杆5cm，用钻机的水管冲洗；/n步骤三：安装空心包体：/n①首先要用万用表2000Ω档测量空心包体的各应变片是否通路，浅绿色与其他颜色应变片通道连接读数为124Ω，其他两种颜色读数为244Ω；/n②量取大孔长度L1并记录，量取空心包体长度为Lk1；/n③干燥钻孔，先在洗孔器上缠上棉纱，倒上丙酮，利用安装杆将洗孔器送到孔底进行钻孔干燥清洗一至两遍；/n④配制环氧胶，用注射器和托盘天平严格量取环氧胶，固化剂，置于烧杯内，混合均匀；/n⑤安装空心包体，先用砂纸把空心包体表面尤其是应变片位置打磨掉1mm左右的厚度，将配制好的环氧胶倒入应力计的空腔，然后在定位器的定位槽中涂抹好黄油，将空心包体安装到定位器上,将包体细心送入小孔内，将环氧胶从包体内腔挤出使空心包体与钻孔壁胶合，此时空心包体即完全闭合；/n步骤四：取导线杆：等15h后，环氧胶粘结密实，通过定向仪测量包体的位置角读数、钻孔的方位角和倾角，然后取出安装钻杆和定向仪，取杆时拽紧定位器的电缆线；/n步骤五：应力解除：/n①挪回钻机，精确对孔。然后将空心包体的导线电缆从取芯管、钻杆孔、钻机和改装过的水节头穿出，连接到数字应变仪上，仅连接1-12通道；/n②接好钻杆和管路后通水；/n③启动钻机，开始注水，这时应变仪读数会有所轻微变化，待读数稳定后，再开始进尺读数；/n④开动钻机，套简取芯，作应力解除，此时应变仪上应变数值会变化，并自动将应变数值记录在应变仪中，套芯结束后，取出带有空心包体的岩芯，将岩芯包裹好，防止岩性发生改变，将岩芯带到地面，准备下一步试验。/n...

【技术特征摘要】
1.一种煤矿深部地应力测试方法，其特征在于：该煤矿深部地应力测试方法包括如下步骤：
步骤一：测点确定：根据所需要的测试范围和矿井实地地质状况两部分确定的，根据所确定地应力测量所要达到的工程目的，先在矿井采掘工程平面图上选出一些可行的位置点，选择这些位置时，要注意避开井下采掘活动以及断层带等一些较大的构造的影响，同时对图上选出的位置要到井下进行实地考察，然后选择一个最合适的位置；
步骤二：地质钻打孔：
①地点选取，选取整体岩性较好区域的巷道，安设测点，测点巷道内水电方便，地质钻工作时应不影响巷道运输，钻机移动应确保快速方便，有足够的钻机安装和取芯空间；
②打孔取芯，使用钻机，并运用特制的取芯套筒及钻头，在所测巷道岩壁上打直径为133mm的带有一定倾角的近水平钻孔，即大孔，当钻孔至预定长度时，取出岩芯，并编号套袋保护岩芯；
③打空心包体孔，长370mm，直径40mm的小钻头打空心包体小孔；
④冲洗钻孔，小孔成形后，抽出钻杆5cm，用钻机的水管冲洗；
步骤三：安装空心包体：
①首先要用万用表2000Ω档测量空心包体的各应变片是否通路，浅绿色与其他颜色应变片通道连接读数为124Ω，其他两种颜色读数为244Ω；
②量取大孔长度L1并记录，量取空心包体长度为Lk1；
③干燥钻孔，先在洗孔器上缠上棉纱，倒上丙酮，利用安装杆将洗孔器送到孔底进行钻孔干燥清洗一至两遍；
④配制环氧胶，用注射器和托盘天平严格量取环氧胶，固化剂，置于烧杯内，混合均匀；
⑤安装空心包体，先用砂纸把空心包体表面尤其是应变片位置打磨掉1mm左右的厚度，将配制好的环氧胶倒入应力计的空腔，然后在定位器的定位槽中涂抹好黄油，将空心包体安装到定位器上,将包体细心送入小孔内，将环氧胶从包体内腔挤出使空心包体与钻孔壁胶合，此时空...

【专利技术属性】
技术研发人员：王涛，王延忠，
申请(专利权)人：龙口矿业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37