一种煤层大直径卸压钻孔钻粉率指数确定方法技术

本发明专利技术公开了一种煤层大直径卸压钻孔钻粉率指数确定方法，通过煤体钻屑

【技术实现步骤摘要】
一种煤层大直径卸压钻孔钻粉率指数确定方法


[0001]本专利技术涉及一种煤层钻孔钻粉率指数确定方法，具体涉及一种煤层大直径卸压钻孔钻粉率指数确定方法。

技术介绍

[0002]冲击地压作为矿山等地下工程的典型动力灾害之一，发生频次与强度随施工深度呈急剧增加的趋势。高应力是冲击地压发生的关键条件，高应力危险区的监测预警对于冲击地压灾害防治具有重要作用。钻屑法是目前最常用的监测冲击地压危险性的方法之一，根据钻进过程中钻孔排出的煤粉量和动力效应进行鉴别。钻屑法施工的钻孔孔径在42mm左右，在钻屑监测方法的国家标准(GB/T 25217.6
‑
2019)中对42mm钻孔的钻粉率指数有明确规定，依据钻粉率指数指标可以计算得到该钻孔孔径下的临界煤粉量，通过对比实际煤粉量是否超限或发生动力效应来判断煤层是否具有冲击危险性。因此，钻粉率指数的合理确定是钻屑法应用中的关键。
[0003]大直径卸压钻孔是冲击危险巷道常用的卸压解危方法，利用大直径卸压钻孔排出的煤粉量也可以用于检验冲击危险性。但对于大直径卸压钻孔而言，其孔径一般为100～20本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤层大直径卸压钻孔钻粉率指数确定方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1.在煤矿工作面巷道进行煤体采样，在实验室制备完成大尺寸煤体试件，分别进行孔径42mm钻孔和大孔径D钻孔的煤体试件钻屑
‑
卸压同步试验，监测钻孔排出煤粉的质量、钻孔卸压后煤体应力以及钻孔前后的煤体应力降低值；步骤2.绘制孔径42mm钻孔的煤粉量
‑
煤体初始应力曲线以及大孔径D钻孔的煤粉量
‑
钻孔卸压后煤体应力曲线，并根据应力曲线进行函数拟合，确定孔径42mm钻孔的煤粉量
‑
煤体初始应力函数表达式、大孔径D钻孔的煤粉量
‑
钻孔卸压后煤体应力函数表达式；步骤3.在煤矿工作面巷道无采动影响区域进行若干孔径42mm钻孔的钻屑法测试，得到孔径42mm钻孔的正常煤粉量，并根据不同孔深巷高比下的孔径42mm钻孔的钻粉率指数，确定孔径42mm钻孔的临界煤粉量；步骤4.根据孔径42mm钻孔的煤粉量
‑
煤体初始应力函数表达式、孔径42mm钻孔的正常煤粉量和临界煤粉量，确定煤矿工作面巷道无采动影响时煤体正常应力、煤体临界应力；步骤5.根据大孔径D钻孔的煤粉量
‑
钻孔卸压后煤体应力函数表达式、以及煤体正常应力和煤体临界应力，确定大孔径D钻孔的钻粉率指数。2.根据权利要求1所述的煤层大直径卸压钻孔钻粉率指数确定方法，其特征在于，所述步骤1中，大尺寸煤体试件的边长L与钻孔孔径D的比值大于5。3.根据权利要求1所述的煤层大直径卸压钻孔钻粉率指数确定方法，其特征在于，所述步骤1中，在进行大尺寸煤体钻屑
‑
卸压同步试验时，对煤体进行侧向位移约束下的竖直方向的应力加载试验，竖直方向的初始应力设计至少5种不同数值，其中初始应力的最小值低于巷道处煤体的原岩应力，初始应力的最大值大于工作面支承压力峰值。4.根据权利要求1所述的煤层大直径卸压钻孔钻粉率指数确定方法，其特征在于，所述步骤1中，在进行大尺寸煤体钻屑
‑
卸压同步试验时，当竖直方向应力加载至设计初始应力值时，将应力控制加载改为位移控制加载，即保证煤体试件的竖直变形保持不变，然后再进行钻孔，钻孔完毕后稳载预设时间后的竖直方向应力值即为钻孔卸压后煤体应力值。5.根据权利要求1所述的煤层大直径卸压钻孔钻粉率指数确定方法，其特征在于，所述步骤2中，根据室内试验曲线得到的孔径42mm钻孔的煤粉量
‑
煤体初始应力函数表达式、大孔径D钻孔的煤粉量
‑
钻孔卸压后煤体应力函数表达式分别如公式(1)和(2)所示：钻孔卸压后煤体应力函数表达式分别如公式(1)和(2)所示：其中，G
42
为孔径42mm钻孔的煤粉量，G
D
为大孔径D钻孔的煤粉量；f
42
(
·
)表示孔径42mm钻孔的煤粉量
‑
煤体初始应力函数；f
D
(...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹延春，陈彪，赵同彬，赵志刚，郑武威，邢明录，张庆志，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：