一种煤矿巷道岩体累积性损伤的声波法测试系统技术方案

本发明专利技术煤矿巷道岩体累积性损伤的声波法测试系统，包括竖向开设在巷道顶板的三个钻孔，三个钻孔成等边三角形布置，在每个钻孔布设测试单元；所述测试单元包括测杆、封孔组件、第一声波换能器、第二声波换能器；自所述测杆底部向顶部依次固定封孔组件、第二声波换能器；所述第一声波换能器与封孔组件固定，第二声波换能器位于测杆顶部；所述测杆为中空结构，所述第一声波换能器和第二声波换能器的数据线从测杆中空结构穿出。设计了煤矿巷道顶部岩体累积性损伤声波法测试的布孔结构，既能实现单孔平透折射波法测试，又能实现多孔穿透直达波法测试，可检测出顶部岩体在不同方向上的裂隙损伤扩展差异性，从而针对性地设计支护方案。案。案。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿巷道岩体累积性损伤的声波法测试系统


[0001]本专利技术涉及煤矿井巷工程支护
，具体来说是一种煤矿巷道岩体累积性损伤的声波法测试系统。

技术介绍

[0002]岩体内存在大量微观和宏观的裂隙，这些裂隙在岩体内是随机分布、独立存在的，并使所在局部范围岩石的强度明显降低；也是由于这些裂隙的存在，使得岩石的强度、弹性模量等力学性质表现为各向异性。当外力足够大时，岩体内部的裂隙将被激活，产生延伸和扩展。煤矿巷道掘进是一个渐进的过程，由于煤矿井下的特殊环境，目前仍较多采用矿山法(钻眼爆破)施工，钻眼爆破开挖一段后，进行支护，如此往复进行直至巷道施工结束。在爆炸载荷作用下，岩石内部大量微裂纹的形成、扩大和贯穿从而导致岩石宏观力学性能劣化乃至最终失效或破坏，其过程是一个连续损伤演化累积过程。持续或反复的爆破动荷载作用下，由于损伤的不可逆性，损伤程度和范围不断累积增长、扩大。当岩体爆破损伤程度累积至其损伤阈值时，将产生动力失稳破坏，最终将直接或间接影响巷道的安全性、支护与加固成本。
[0003]目前，煤矿巷道爆破累积性损伤测试尚未明确专用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.煤矿巷道岩体累积性损伤的声波法测试系统，其特征在于，包括竖向开设在巷道顶板的三个钻孔(1)，三个钻孔(1)成等边三角形布置，在每个钻孔(1)布设测试单元；所述测试单元包括测杆(6)、封孔组件、第一声波换能器(8)、第二声波换能器(5)；自所述测杆(6)底部向顶部依次固定封孔组件、第二声波换能器(5)；所述第一声波换能器(8)与封孔组件固定，第二声波换能器(5)位于测杆(6)顶部；所述测杆(6)为中空结构，所述第一声波换能器(8)和第二声波换能器(5)的数据线从测杆(6)中空结构穿出；测试步骤为：(1)紧跟掘进面对巷道顶板图2所示的1#、2#钻孔(1)；(2)对1#、2#钻孔(1)分别安装所述测试单元，分别对1#、2#孔开展单孔平透折射波法测试；此时，每个钻孔(1)内的第一声波换能器(8)和第二声波换能器(5)一个为发射器，一个为接收；(3)对1#、2#孔开展跨孔达波法测试，测试同时改变2个钻孔(1)内的第二声波换能器(5)位置，使其处于同一水平；两个第二声波换能器(5)一个为发射器，一个为接收器；两个第一声波换能器(8)处于休眠状态；(4)当巷道完成一次新的爆破掘进后，进尺满足大于1#、2#孔之间的距离时，找准位置钻进3#钻孔(1)，对3#钻孔(1)首先开展单孔平透折射波法测试，然后分别开展1#—3#、2#—3#、1#—2#跨孔直达波测试；方法如步骤(3)所述；(5)根据声速的变化特征，建立岩体损伤度C1和声速降低率之间的关系；式(1)中，E为爆破前岩体的弹性模量，v0为爆破前岩体的声波速度，v为爆破后岩体的声波速度，则根据上式通过岩体声波测试可获得岩体损伤的变化情况。2.根据权利要求1所述的煤矿巷道岩体累积...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎明镜，徐华生，荣传新，陈自由，徐火祥，江维中，余岩，
申请(专利权)人：淮南矿业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：