[發明專利]一種風氧化富水巷道局部失穩風險評估方法

有效

• 申請號: 201611269778.8
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106873049B
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發明（設計）人: 趙啟峰;張農;李桂臣;田多;劉媛媛;郭玉;石建軍;王洋;師皓宇;郭敬中;鄭寶明
• 申請（專利權）人: 華北科技學院;中國礦業大學
• 主分類號: G01V11/00
• 分類號: G01V11/00
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 張亮

1.一種風氧化富水巷道局部失穩風險評估方法，其特征在于，局部失穩風險評估方法包括：

步驟1：確定煤礦常規巖體單軸抗壓強度值P_常規、煤礦常規巖體完整性指標RQD_常規值、煤礦常規巖體水理性指標值，吸水率λ_常規、滲透系數η_常規，煤礦常規巖體黏土類易膨脹礦物顆粒含量ω_常規；

步驟2：采用隨鉆探測巖體強度方法，獲取風氧化巖體單軸抗壓強度值P_風氧化，對比風氧化巖體單軸抗壓強度值P_風氧化和煤礦常規該類巖體單軸抗壓強度值P_常規；計算風氧化巖體強度衰減率P′，即：風氧化巖體單軸抗壓強度的衰減值與煤礦常規該類巖體單軸抗壓強度的比值，計算公式為：

步驟3：采用巖體完整性指標現場打鉆取巖芯方法，獲取風氧化巖體完整性指標RQD_風氧化，對比風氧化巖體完整性指標RQD_風氧化和煤礦常規該類巖體完整性指標RQD_常規；計算風氧化巖體完整性變異系數RQD′；即：風氧化巖體完整性指標降低值與煤礦常規該類巖體完整性指標的比值，計算公式為：

步驟4：采用巖體水理性指標實驗室測試方法，獲取風氧化巖體吸水率λ_風氧化、滲透系數η_風氧化，對比風氧化巖體吸水率λ_風氧化、滲透系數η_風氧化和煤礦常規該類巖體吸水率λ_常規、滲透系數η_常規，計算風氧化巖體吸水率變異系數λ′、滲透系數變異系數η′；

步驟5：采用電鏡掃描和X光衍射方法，獲取風氧化巖體黏土類礦物顆粒含量指標ω_風氧化，對比風氧化巖體黏土類礦物顆粒含量指標ω_風氧化和煤礦常規該類巖體黏土類礦物顆粒含量指標ω_常規；計算風氧化巖體黏土類礦物顆粒含量變異系數ω′；

步驟6：依據風氧化巖體強度衰減率、完整性變異系數、吸水率變異系數、滲透系數變異系數、黏土類礦物顆粒含量變異系數對風氧化富水巖體變異程度進行定量評估，將風氧化程度劃分為5類，即：未風氧化、微風氧化、弱風氧化、中等風氧化和強風氧化。

2.根據權利要求1所述的風氧化富水巷道局部失穩風險評估方法，其特征在于，步驟6之后還包括：

步驟7：在風氧化富水巖體變異程度定量評估及分類的基礎上，針對風氧化富水巷道局部失穩影響因素進行分析，風氧化富水巷道局部失穩影響因素包括：風氧化變異程度、百米巷道頂板離層量、百米巷道失效錨桿數量、圍巖塑性區擴展；

步驟8：采用光纖光柵離層實時精密監測裝置現場實測風氧化富水百米巷道頂板離層量；

步驟9：采用錨桿拉拔測試方法現場實測風氧化富水百米巷道失效錨桿數量；

步驟10：采用計算機數值模擬方法分析風氧化富水巷道圍巖塑性區擴展；依據風氧化富水巷道圍巖現場實際地質條件，建立數值模擬模型，分析特定支護參數條件下巷道圍巖塑性區發育、擴展情況，得出塑性區擴展區域面積S_塑性區，則塑性區擴展度S′即為塑性區擴展區域面積S_塑性區與巷道斷面積S_巷道之比，即：

步驟11：依據風氧化變異程度、百米巷道頂板離層量平均值、百米巷道失效錨桿數量、圍巖塑性區擴展度對風氧化富水巷道局部失穩風險進行定量評估，將風氧化富水巷道局部失穩風險劃分為5個級別，分別對應5種圍巖狀態，即：Ⅰ級風險為穩定狀態、Ⅱ級風險為亞穩定狀態、Ⅲ級風險為近失穩狀態、Ⅳ級風險為臨失穩狀態和Ⅴ級風險為失穩垮冒狀態。

3.根據權利要求1所述的風氧化富水巷道局部失穩風險評估方法，其特征在于，

步驟4還包括：

風氧化巖體吸水率變化值與煤礦常規該類巖體吸水率的比值，計算公式為：

風氧化巖體滲透系數變化值與煤礦常規該類巖體滲透系數的比值，計算公式為：