[實(shí)用新型]深部巷道圍巖分區(qū)破裂現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320451562.9
• 申請(qǐng)日: 2013-07-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203414608U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李術(shù)才;王漢鵬;鄭學(xué)芬;張慶賀;李建明;李清川
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): G01V11/00
• 分類號(hào): G01V11/00
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 李健康

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種深部巷道圍巖探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種深部巷道圍巖分區(qū)破裂現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

地下工程在開(kāi)挖時(shí)，如巷道、隧道、洞室和工作場(chǎng)都破壞原巖應(yīng)力平衡狀態(tài)，應(yīng)力的重新分布使圍巖處于不同的破壞和受力狀態(tài)，因此地下工程在開(kāi)挖后要進(jìn)行相應(yīng)的支護(hù)，目前，巷道支護(hù)方法有多種，如錨桿支護(hù)、錨噴支護(hù)、錨噴網(wǎng)支護(hù)、錨索支護(hù)、砌碹支護(hù)、金屬拱形支架支護(hù)、料石支護(hù)、鋼筋混凝土支護(hù)以及各類支護(hù)之間的聯(lián)合支護(hù)等，在深部煤礦開(kāi)采中，巷道支護(hù)除了上述方式之外還采用錨注支護(hù)，但是在上述錨桿、錨索支護(hù)中，大部分都根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取錨桿、錨索的長(zhǎng)度，科學(xué)依據(jù)不夠充分，如選取長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)造成浪費(fèi)，選取太短又打不到支護(hù)效果，因此合理支護(hù)方式的基本依據(jù)是開(kāi)挖后巷道圍巖破壞范圍和程度。深部巷道圍巖分區(qū)破裂測(cè)試成果主要有以下三方面的作用：確定破裂帶和完整區(qū)的范圍，為錨噴支護(hù)中的錨桿支護(hù)提供可靠著力點(diǎn)，為確定錨索長(zhǎng)度和錨固點(diǎn)提供依據(jù)，為注漿加固深部巷道圍巖提供參考。

實(shí)際進(jìn)行深部巷道圍巖分區(qū)破裂測(cè)試過(guò)程中，由于采用的多是單一觀測(cè)方法或探測(cè)技術(shù)，往往因?yàn)槟撤N方法或技術(shù)的缺陷、不足和人為因素導(dǎo)致數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確或失效，從而使測(cè)試成果打不到預(yù)期目的。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供了一種深部巷道圍巖分區(qū)破裂現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)系統(tǒng)和探測(cè)方法；本實(shí)用新型采用多點(diǎn)位移監(jiān)測(cè)、礦井鉆孔電視成像、電阻率測(cè)量等觀測(cè)方法以及地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)技術(shù)互相補(bǔ)充，取長(zhǎng)補(bǔ)短，能夠得出可靠的數(shù)據(jù)結(jié)果，對(duì)于深部巷道支護(hù)選擇合理的支護(hù)方式提供了依據(jù)。特別適用于用于深部地下工程中，評(píng)估圍巖分區(qū)破裂范圍和破壞程度及確定相關(guān)支護(hù)措施。

本實(shí)用新型的目的是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種深部巷道圍巖分區(qū)破裂現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)系統(tǒng)，包括多點(diǎn)位移計(jì)、鉆孔電視探頭、彩色監(jiān)視器，所述多點(diǎn)位移計(jì)設(shè)于巷道監(jiān)測(cè)斷面的位移計(jì)安裝孔內(nèi)，通過(guò)細(xì)鋼絲繩分別引出鉆孔外，以測(cè)量鉆孔不同深度處圍巖的變形，所述鉆孔電視探頭設(shè)于巷道監(jiān)測(cè)斷面的電視探頭安裝孔內(nèi)，鉆孔電視探頭與彩色監(jiān)視器連接。

鉆孔電視探頭采用KDVJ-400礦井鉆孔電視成像儀。

還包括Resitest-4000電阻率測(cè)試儀、主機(jī)、絕緣支架、滾輪，絕緣支架與滾輪連接，電阻率測(cè)試儀與主機(jī)連接，絕緣支架上設(shè)有孔內(nèi)探頭，絕緣支架上設(shè)有電極，電極上設(shè)有導(dǎo)電軟觸點(diǎn)，孔內(nèi)探頭設(shè)于探頭安裝孔內(nèi)。

還包括地質(zhì)雷達(dá)主機(jī)、天線，地質(zhì)雷達(dá)主機(jī)通過(guò)絕緣木桿與天線連接，天線與巷道的圍巖表面接觸。

所述地質(zhì)雷達(dá)主機(jī)采用SIR-3000地質(zhì)雷達(dá)，天線采用400MHz天線。

利用深部巷道圍巖分區(qū)破裂現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)系統(tǒng)的方法，包括以下步驟：

1）沿巷道走向布置若干監(jiān)測(cè)斷面，完成端面施工，完成巷道支護(hù)后、在每個(gè)監(jiān)測(cè)斷面布置若干位移計(jì)鉆孔，位移計(jì)鉆孔內(nèi)安裝多點(diǎn)位移計(jì)；

2）在巷道內(nèi)選擇合適的斷面鉆探頭安裝孔，將電視探頭插入探頭安裝孔；

3）把帶滾輪的孔內(nèi)探頭放入探頭安裝孔內(nèi)，通過(guò)安裝在絕緣支架上的電極測(cè)定完整巖體和破裂巖體電阻率的變化，電阻率情況實(shí)時(shí)顯示在主機(jī)上，帶滾輪的孔內(nèi)探頭在探頭安裝孔內(nèi)由滾輪帶動(dòng)滾動(dòng)行進(jìn)，行進(jìn)過(guò)程中具有彈性的導(dǎo)電軟觸點(diǎn)與鉆孔壁緊密貼合，每步前進(jìn)0.2m測(cè)量一次，記錄電阻率值和深度，直至孔底，采用孔內(nèi)電阻率值平均法確定破壞范圍；

4）在巷道內(nèi)布設(shè)監(jiān)測(cè)斷面，在監(jiān)測(cè)斷面的頂?shù)装搴蛢蓭筒贾脵M向和縱向的測(cè)線，測(cè)量時(shí)將400MHz天線按壓在巷道的圍巖表面，沿測(cè)量線拖動(dòng)，測(cè)試結(jié)果顯示在地質(zhì)雷達(dá)主機(jī)上。

1.1每個(gè)監(jiān)測(cè)斷面設(shè)有五個(gè)位移計(jì)安裝孔，所述位移計(jì)安裝孔的深度為10m、鉆孔直徑為32mm，所述位移計(jì)安裝孔分別設(shè)于兩頂肩、兩幫和頂板處，其中位移計(jì)安裝孔Ⅰ和位移計(jì)安裝孔Ⅱ水平，位移計(jì)安裝孔Ⅲ和位移計(jì)安裝孔Ⅳ與水平面成45°夾角，位移計(jì)安裝孔Ⅴ垂直。

每個(gè)位移計(jì)安裝孔內(nèi)設(shè)有十個(gè)測(cè)點(diǎn)，每個(gè)測(cè)點(diǎn)設(shè)有一個(gè)孔內(nèi)固定器，從巷道表面開(kāi)始，每隔1m布置一個(gè)測(cè)點(diǎn)，確定圍巖不同深度位移變化規(guī)律。

2.1探頭安裝孔的鉆孔直徑32mm、鉆孔深度10m，電視探頭安裝孔設(shè)有五個(gè)，電視探頭安裝孔分別設(shè)于頂板、左右兩拱肩和左右兩幫，其中探頭安裝孔Ⅰ和探頭安裝孔Ⅱ水平，探頭安裝孔Ⅲ和探頭安裝孔Ⅳ與水平面成45°夾角，探頭安裝孔Ⅴ垂直。

2.2）成孔后進(jìn)行洗孔。用清水循環(huán)沖洗探頭安裝孔，直至水清為止，在水源不便時(shí)，可以添加藥物來(lái)凈化孔內(nèi)污水。