[發明專利]一種鉆孔沖擊危險程度判定方法及其采用的震動采集裝置

有效

• 申請號: 202010635229.8
• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN111764891B
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 辛崇偉;張文龍;靳國棟;樊碩;石瑋
• 申請（專利權）人: 北京安科興業科技股份有限公司
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00;G01H17/00
• 代理公司: 北京頭頭知識產權代理有限公司 11729
• 代理人: 白芳仿;王方明

本發明涉及鉆孔沖擊危險性判定領域，提供一種鉆孔沖擊危險程度判定方法及其采用的震動采集裝置。該方法包括在鉆孔內一側布置震動采集裝置；分析計算采集的震動數據，獲得每米深度有效鉆進時長、每米深度平均振幅和震動事件發生數量；通過每米深度有效鉆進時長計算有效鉆進時長指數I₁，通過每米深度平均振幅計算鉆進困難指數I₂，通過震動事件發生數量計算卸壓效果指數I₃；對有效鉆進時長指數I₁、鉆進困難指數I₂和卸壓效果指數I₃分配權重并累加，得到鉆孔沖擊危險程度指數I₀，I₀＝K₁I₁+K₂I₂?K₃I₃；根據鉆孔沖擊危險程度指數I₀判定鉆孔沖擊危險程度。本發明解決了現有判斷方法準確率低、可靠性差、工程量大的問題。

技術領域

本發明涉及鉆孔沖擊危險程度判定技術領域，特別是涉及一種鉆孔沖擊危險程度判定方法及其采用的震動采集裝置。

背景技術

沖擊地壓是影響世界范圍內采礦業安全健康發展的主要因素之一，其具有突發性強、影響因素多、偶然性強等特點，具有極強的毀滅性，一旦發生這種災害將造成礦井人員生命和財產的重大損失。因此，通過確定鉆孔位置沖擊危險程度進行提前預判，是預防重大礦井災害事故的重要措施。

當前，鉆孔沖擊危險程度的判定方法主要有兩類，第一類是通過理論計算進行判定的，比如“綜合指數法”、“可能性指數法”、“多因素耦合評價”等，第二類是通過實際數據進行判定的，目前這類判定方法只有“鉆屑法”一種，但是上述方法均具有各自的局限性，詳細分析如下：

綜合指數法是在分析已發生的各種沖擊地壓災害的基礎上，綜合分析各種采礦地質因素對沖擊地壓發生的影響，確定各種因素的影響權重，然后將其綜合起來，建立沖擊地壓危險性評價和預測的一種方法。綜合指數法歸根結底是依靠經驗和統計的方法得出的，其基礎是已發生沖擊地壓災害的分析結果。而沖擊地壓的發生是極其復雜的，實際情況下，確實存在發生原因和條件類似的事故，但這畢竟是少數的，大多數情況下，沖擊地壓的發生原因和觸發因素是完全不同的。

可能性指數法是一種基于采動應力和沖擊地壓傾向性的沖擊地壓危險度評價方法。它應用模糊數學理論，計算某一應力狀態和沖擊傾向性指數對“發生沖擊地壓”的隸屬度，進而判斷發生沖擊地壓的可能性?？赡苄灾笖捣ǖ呐卸ɑA是模糊數學理論和經驗數據，因此這種判定方法的準確性難以保證。

沖擊地壓的發生與否一定程度上取決于開采區域的應力水平，多因素耦合評價就是利用這一點展開計算的。通過將自重應力、初次來壓及周期來壓、見方、巷道群、超前支承壓力系數、褶曲、斷層、頂板特征(堅硬巖層)等諸多因素進行疊加，形成最終的應力值。這些因素的應力增加系數是靠經驗選取的，最終計算得到的應力值的基礎是諸多經驗系數，可靠性大大降低。

鉆屑法是沖擊地壓危險性揭示的常用檢驗方法，其通過鉆進一定直徑的鉆孔(通常為42mm)，稱量每米產生的鉆屑量來表征鉆進位置的應力集中程度，其基礎是應力值與鉆屑量存在線性關系。鉆屑法采用的鉆屑量是基于現場鉆進過程獲得的，這種依據實際數據的判定方法從一定程度上要優于通過理論計算的判定方法，但是鉆屑法在鉆進過程和稱量過程中受人為因素影響大，容易產生較大誤差，對判定的準確性造成不利影響，而且為了進行危險程度判定，特意鉆進一個鉆孔無疑會加大現場工作人員的工作量。

綜上，現有的鉆孔沖擊危險程度的判定方法，準確率不高、可靠性沒有保障，預警效果較差，不能有效性地指導礦井鉆孔進行災害防護。

發明內容

為此，本發明所要解決的技術問題在于現有技術的鉆孔沖擊危險程度的判定方法，準確率不高、可靠性沒有保障，而提供一種依靠現場采集數據、準確率高、可靠性強的鉆孔沖擊危險程度判定方法及其采用的震動采集裝置。