[發明專利]一種工作面回采期間圍巖錨注支護效果的檢測方法

有效

• 申請號: 201610059084.5
• 申請日: 2016-01-28
• 公開（公告）號: CN105698853B
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 李術才;潘銳;王琦;江貝;王雷;孫會彬;秦乾;徐奴文;王富奇;郭念波;王保齊;劉文江;張若祥;任堯喜;王德超;姜作華;丁國利;鄒玉龍;于恒昌;高松;邵行;胥洪彬;欒英成;常濤;高紅科
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G01M13/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 趙妍

技術領域

本發明涉及一種檢測方法，特別是基于微震監測的一種工作面回采期間圍巖錨注支護效果的檢測方法。

背景技術

煤礦在進入深部開采后，高應力、膨脹性等各種軟巖巷道大量出現，給巷道支護帶來極大難度，嚴重影響安全生產。錨注支護技術可以提高圍巖的完整性與強度，有效控制軟巖巷道變形。

當前關于錨注支護效果的檢測多是單因素且為定性檢測，主要采用鉆孔電視、鉆孔取芯等手段，無法全面、定量的對圍巖錨注支護效果進行檢測，同時相關人員對錨注支護檢測主要集中在巷道掘進期即靜壓期間，對錨注支護在工作面回采條件下缺乏分析檢測。

由于微震技術在巖體破裂能量檢測方面精度高，不需要對巖體進行人為的破壞，近年來被越來越多的應用于巖爆、沖擊地壓預測等領域，但是在錨注支護效果檢測中未見相關報道。利用微震監測技術，采集并處理工作面回采過程中巖體破裂能量，同時結合無損檢測、位移收斂等手段，可以較為全面、科學合理的對圍巖錨注支護效果進行檢測。

傳統的對工作面回采期間圍巖錨注支護效果的檢測方法具有以下缺點：

1、需要對巖體進行鉆孔等二次人為破壞，增加了對巖體的擾動破壞；

2、需要輔以室內試驗才能確定工程的錨注質量效果，測定周期長，過程繁瑣，影響施工進度。

發明內容

本發明旨在提供一種多因素、定量的圍巖錨注支護效果檢測方法。通過引入微震監測技術，實時獲取巖體破裂能量分布情況，結合無損檢測等手段，建立起工作面回采條件下圍巖錨注支護效果檢測指標，填補了工作面回采期間圍巖錨注支護檢測方面的空白。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種工作面回采期間圍巖錨注支護效果的檢測方法，它包括以下步驟：

步驟1：選擇兩個工作面，在兩個所述工作面所在的兩個巷道中，分別采取非錨注支護和錨注支護，利用微震監測儀器探測兩個巷道中的采場支承壓力情況，并分別確定兩個巷道的超前支護等效距離和圍巖破壞等效距離；

步驟2：利用無損檢測儀器，分別獲取兩個巷道的支護構件等效利用率；

步驟3：采集統計不同的圍巖穩定狀態下相應區域的圍巖平均最大收斂位移；

步驟4：基于非錨注支護巷道和錨注支護巷道的所述超前支護等效距離、所述圍巖破壞等效距離、所述支護構件的等效利用率、所述圍巖平均最大收斂位移，確定相應的反映錨注支護巷道相對于非錨注支護巷道錨注效果的參數分析值；

步驟5：將所述參數分析值利用權重分析法，建立錨注效果綜合定量檢測指標，根據所檢測的錨注效果，指導現場錨注工作。

所述步驟1中，所選擇的兩個所述工作面的地質條件接近。

所述步驟1中，所述超前支護等效距離的確定方法為：利用所述微震監測儀器，根據微震能量分布情況，確定回采過程中采場支承壓力劇烈影響區、明顯影響區和影響區，所述劇烈影響區、所述明顯影響區、所述影響區各自沿工作面推進方向的水平長度的加權平均值，即為所述超前支護等效距離。

所述劇烈影響區為工作面至巖體破裂能量峰值位置的區域，所述明顯影響區為巖體破裂能量峰值位置至巖體破裂能量為10³J的區域，所述影響區為巖體破裂能量10³～0J的區域。

所述步驟1中，所述圍巖破壞等效距離的確定方法為：利用所述微震監測儀器，根據微震能量分布情況，確定圍巖的嚴重破壞范圍，中等破壞范圍，一般破壞范圍，所述嚴重破壞范圍、所述中等破壞范圍、所述一般破壞范圍各自的邊界最遠位置至巷道斷面邊界距離的加權平均值，即為所述圍巖破壞等效距離。

巖體破裂能量大于10⁵J區域為嚴重破壞范圍，巖體破裂能量10⁵～10²J區域為中等破壞范圍，巖體破裂能量10²～0J區域為一般破壞范圍。

所述步驟2中，所述支護構件等效利用率的確定方法為：利用所述無損檢測儀器，分別獲取所述支護構件在采場支承壓力的所述劇烈影響區、所述明顯影響區和所述影響區的荷載平均值，所述支護構件的所述劇烈影響區荷載平均值、所述明顯影響區的荷載平均值、所述影響區的荷載平均值三者的加權平均值，與所述支護構件的屈服強度的比值，即為所述支護構件等效利用率。

所述步驟2中，所述支護構件包括錨桿和/或錨索。

所述步驟3中，所述不同的圍巖穩定狀態下相應區域包括采場支承壓力的所述劇烈影響區、所述明顯影響區和所述影響區。