[發(fā)明專利]單向沖擊下能量傳導(dǎo)路徑與傳導(dǎo)效率測(cè)試方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810648701.4
• 申請(qǐng)日: 2018-06-22
• 公開（公告）號(hào): CN108825305B
• 公開（公告）日: 2019-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔峰;方賢威;來興平;曹建濤;單鵬飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安科技大學(xué)
• 主分類號(hào): E21F17/18
• 分類號(hào): E21F17/18
• 代理公司: 西安創(chuàng)知專利事務(wù)所 61213
• 代理人: 譚文琰

本發(fā)明公開了一種單向沖擊下能量傳導(dǎo)路徑與傳導(dǎo)效率測(cè)試裝置及方法，該裝置模擬巷道和測(cè)量機(jī)構(gòu)，所述測(cè)量機(jī)構(gòu)包括微處理器、第一應(yīng)力傳感器、第二應(yīng)力傳感器和第三應(yīng)力傳感器，以及按鍵輸入模塊、下組聲發(fā)射傳感器和上組聲發(fā)射傳感器；該方法包括步驟：一、構(gòu)建模擬巷道及傳感器布設(shè)；二、獲取模擬巷道中能量傳導(dǎo)路徑及初始能量傳導(dǎo)效率；三、獲取模擬巷道注水后的能量傳導(dǎo)效率；四、獲取模擬巷道鉆孔后的能量傳導(dǎo)效率；五、獲取模擬巷道支護(hù)后的能量傳導(dǎo)效率；六、獲取模擬巷道爆破后的能量傳導(dǎo)效率；七、獲取模擬巷道最佳弱化傳導(dǎo)措施。本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，能準(zhǔn)確地獲取能量傳導(dǎo)路徑與傳導(dǎo)效率，為巷道能量“弱化傳導(dǎo)”措施提供準(zhǔn)確依據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于能量傳導(dǎo)路徑與傳導(dǎo)效率測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種單向沖擊下能量傳導(dǎo)路徑與傳導(dǎo)效率測(cè)試方法。

背景技術(shù)

以沖擊地壓、巖爆等為代表的動(dòng)力災(zāi)害是一種威脅我國礦山開采與隧道開掘的主要?jiǎng)恿?zāi)害。動(dòng)力災(zāi)害的發(fā)生是集中應(yīng)力由圍巖深部傳導(dǎo)至巷道及工作面等自由面空間釋放的過程。動(dòng)力災(zāi)害的防治可以歸納為“消除源頭、弱化傳導(dǎo)、加強(qiáng)終端”，因此，研究能量傳導(dǎo)路徑和傳導(dǎo)效率的機(jī)理研究，弱化能量傳導(dǎo)對(duì)于指導(dǎo)動(dòng)力災(zāi)害的控制具有十分重要意義。然而，目前存在巷道中能量傳導(dǎo)路徑不清，巷道中傳導(dǎo)效率定量化描述不明，所以爆破卸壓、注水軟化、支護(hù)等“弱化傳導(dǎo)”控制措施還存在較大盲目性，理論機(jī)理揭示和實(shí)驗(yàn)論證方面還存在盲區(qū)，缺少科學(xué)依據(jù)，因而無法準(zhǔn)確確定能量傳導(dǎo)路徑中能量的弱化位置。且目前關(guān)于在單向沖擊載荷作用下能量傳導(dǎo)路徑與傳導(dǎo)效率的測(cè)試探究方面研究較少。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種單向沖擊下能量傳導(dǎo)路徑與傳導(dǎo)效率測(cè)試方法，其方法步驟簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且操作簡(jiǎn)便、使用效果好，能準(zhǔn)確地獲取能量傳導(dǎo)路徑與傳導(dǎo)效率，為巷道能量“弱化傳導(dǎo)”控制措施提供準(zhǔn)確依據(jù)，實(shí)用性強(qiáng)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：?jiǎn)蜗驔_擊下能量傳導(dǎo)路徑與傳導(dǎo)效率測(cè)試方法，其特征在于，該方法所采用的裝置包括模擬巷道和對(duì)所述模擬巷道中能量傳導(dǎo)路徑與傳導(dǎo)效率進(jìn)行檢測(cè)的測(cè)量機(jī)構(gòu)，所述測(cè)量機(jī)構(gòu)包括微處理器以及與微處理器相接的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和時(shí)鐘模塊，所述微處理器的輸入端接有第一應(yīng)力傳感器、第二應(yīng)力傳感器和第三應(yīng)力傳感器，以及按鍵輸入模塊、設(shè)置模擬巷道的底部的下組聲發(fā)射傳感器和設(shè)置在模擬巷道的頂部的上組聲發(fā)射傳感器，所述下組聲發(fā)射傳感器包括第一下聲發(fā)射傳感器和第二下聲發(fā)射傳感器，所述上組聲發(fā)射傳感器包括第一上聲發(fā)射傳感器和第二上聲發(fā)射傳感器，所述第一下聲發(fā)射傳感器、第二下聲發(fā)射傳感器、第一上聲發(fā)射傳感器和第二上聲發(fā)射傳感器的輸出端均與微處理器的輸入端相接，所述模擬巷道內(nèi)設(shè)置有多個(gè)應(yīng)力測(cè)點(diǎn)，所述第一應(yīng)力傳感器、第二應(yīng)力傳感器和第三應(yīng)力傳感器均位于各個(gè)所述應(yīng)力測(cè)點(diǎn)處，該方法包括以下步驟：

步驟一、構(gòu)建模擬巷道及傳感器布設(shè)：

步驟101、將用于模擬實(shí)際煤礦巷道圍巖的相似模擬材料由下至上分多個(gè)填充層填充在煤礦巷道模型箱內(nèi)，在每個(gè)所述填充層中沿煤礦巷道模型箱的寬度方向和煤礦巷道模型箱的長(zhǎng)度方向間隔設(shè)置應(yīng)力測(cè)點(diǎn)，并在各個(gè)應(yīng)力測(cè)點(diǎn)處設(shè)置第一應(yīng)力傳感器、第二應(yīng)力傳感器和第三應(yīng)力傳感器，多個(gè)所述填充層填充的過程中分別對(duì)多個(gè)所述填充層進(jìn)行一一壓實(shí)，形成模擬煤層；

步驟102、用電鉆機(jī)沿煤礦巷道模型箱的長(zhǎng)度方向在所述模擬煤層中鉆孔，直至貫穿煤礦巷道模型箱，形成模擬巷道，并拆除煤礦巷道模型箱的前側(cè)板和后側(cè)板；其中，所述煤礦巷道模型箱的前側(cè)板和后側(cè)板的橫截面積最小；

步驟103、在模擬巷道的底部設(shè)置下組聲發(fā)射傳感器，并在模擬巷道的頂部設(shè)置上組聲發(fā)射傳感器；其中，所述下組聲發(fā)射傳感器包括設(shè)置在模擬巷道的底部與模擬巷道的前側(cè)面相交的兩個(gè)頂點(diǎn)處的第一下聲發(fā)射傳感器和第二下聲發(fā)射傳感器，所述上組聲發(fā)射傳感器包括設(shè)置在模擬巷道的頂部與模擬巷道的后側(cè)面相交的兩個(gè)頂點(diǎn)處的第一上聲發(fā)射傳感器和第二上聲發(fā)射傳感器；