CN103244101A - 随钻进的岩层质量评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种随钻进的岩层质量评测方法，尤其适用于井巷工程中对岩层质量的评测。首先通过地质钻探或查阅地质资料确定巷道围岩的成层参数，对巷道围岩岩层特性有整体的把握；然后在巷道掘进支护过程中，使用探测钻机在打锚杆、锚索钻孔的过程中获取钻进参数，对测得的参数进行数据处理，形成此钻孔附近的岩层质量评价；随巷道不断掘进，使用探测钻机获取连续的数据，将所有钻孔的数据进行整合，得到连续的岩层质量评价，并据此提出相应的支护方法。该方法为可行的、高效的、不影响掘进支护的、连续的巷道围岩质量评测方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种随钻进的岩层质量评测方法，尤其适用于井巷工程中对岩层质量的评测。
背景技术
巷道作为煤矿生产的安全通道，其稳定性非常重要，所以掌握巷道围岩的岩层质量评价方法的重要性不言而喻。一方面，巷道的合理控制与维护关系着矿井的正常生产和工人的生命安全，而巷道事故的发生大多由于对巷道围岩质量的不确定导致的支护设计不科学产生的，巷道围岩质量作为巷道支护设计以及其他煤矿工程活动的重要依据，显得格外重要。另一方面，随着煤矿开采深度的增加，软弱破碎围岩巷道的控制难题愈发明显，支护方式亟待突破，及时准确地掌握巷道围岩岩层的质量状况作为研究深部及软弱破碎围岩支护问题的基础，亦凸显出其独特的重要性。
传统的围岩钻探方法由于效率低下，无法在巷道进行较高密度的探测，因此只能得到一个钻孔附近的围岩质量情况，无法形成连续的岩层质量评价。长期以来，对巷道岩层的整体质量评价大多由工程类比以及实践经验得来，巷道围岩的岩性及岩层结构、破碎情况不能及时被探明，支护设计不能随着岩层质量状况的变化而及时变更，有时支护强度不能达到支护要求而造成顶板事故；有时又会因为支护过剩而提高了工程成本、降低了掘进效率。目前缺少一种连续的、可行的巷道岩层质量评测方法。
发明内容
本发明是解决目前无法对巷道岩层质量进行连续评价的问题，提供一种可行的、高效的、不影响掘进支护的、连续的巷道围岩质量评测方法。
本发明用于在井巷工程中对岩层质量进行评测，包括如下步骤：
步骤一、确定巷道围岩的成层参数，以对巷道围岩的岩层特性有整体的把握；
步骤二、按巷道掘进工艺进行巷道掘进；
步骤三、使用探测钻机进行至少一次钻孔工作；
步骤四、获取上述钻孔工作中的钻进参数的变化，并据此获得此点的岩层质量评价；
步骤五、钻孔打好后，针对此点的岩层质量评价进行支护；以及
重复上述步骤二至五，得到连续的岩层质量评价。
具体地，在步骤一中通过地质钻探或地质资料确定所述成层参数。
具体地，在步骤三中使用所述探测钻机完成一次支护的锚杆孔或锚索孔的钻孔工作。
具体地，所述探测钻机收集、记录、处理所述钻进参数的变化。
具体地，所述参数的变化包括钻进过程中钻进速度、功率的变化。
具体地，所述探测钻机具有数据收集单元及处理器，用以获得对应钻孔的岩层质量评价。
具体地，通过对一系列钻孔的钻进参数数据的处理，生成此巷道连续的围岩岩层质量评价。
该随钻进的岩层质量评价方法的有益效果：
（1）实现巷道围岩岩层质量的连续性评价。由于本方法的数据搜集过程和钻锚杆锚索钻孔的过程保持同步，因此每组数据在巷道轴向的间距为沿巷道锚杆或锚索支护的排距，通过高密度的钻孔探测可以获得近似连续的巷道围岩岩层质量评价；
（2）实现高效的连续钻探。本方法用于围岩岩层成层性以及完整性的定性评估，钻探过程采用的探测钻机钻进速度与现有锚杆锚索钻机并无明显差异，与地质钻探的定量评价过程相比具有高效的特点；
（3）不影响掘进支护。本方法的钻探过程通过探测钻机与巷道掘进的支护过程融为一体，与传统掘进支护并无工艺上的差别；
（4）可生成巷道围岩质量评价数据库。通过对每组数据的处理整合，形成沿巷道轴向的连续的围岩岩层质量评价，并可以随时调用；
（5）工艺简单，容易操作。与传统巷道掘进支护过程相比，只是将普通锚杆锚索钻机换成探测钻机，其他设备不变。
附图说明
图1是本方法的实施示意图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
本发明是一种随钻进的岩层质量评价方法。在实施过程中，先通过地质钻探或查阅地质资料确定巷道围岩的成层参数，对巷道围岩岩层特性有整体的把握。然后，在巷道掘进支护过程中，通过使用专用探测钻机在打锚杆、锚索钻孔的过程中记录钻进参数的变化，通过对测得的数据进行处理，形成此钻孔附近的岩层质量评价。随着掘进支护过程的行进，探测钻机获取到连续的数据，将所有测孔的数据进行整合，即可得到连续的、细致的巷道围岩质量评价。根据该质量评测数据，可以提出相应的支护方法。
在施工中，首先做好钻探前的相关准备工作，确保专用探测钻机运转正常，数据收集以及处理器运转正常。
图1示出了本方法的具体步骤：
步骤一、通过地质钻探或查阅地质资料等方法确定岩层的成层参数，形成定性的岩层质量评价。
步骤二、按照正常巷道掘进工艺进行巷道掘进。
步骤三、使用专用探测钻机完成一次支护的锚杆孔或锚索孔的钻孔工作。所用的专用探测钻机除具有普通锚杆锚索钻机所具有功能外，还能够记录钻进过程中钻进速度、功率等参数的变化，并配套相应的数据收集、处理器，以形成连续的岩层质量评价。
步骤四、在钻孔过程中专用探测钻机收集钻进参数变化数据，由处理器进行数据处理获得此点的岩层质量评价。
步骤五、钻孔打好后，退出钻杆，按正常工艺进行锚杆或锚索支护。
步骤六、随掘进工作面的推进，通过对一系列钻孔的钻进参数数据的处理，生成此巷道连续的围岩岩层质量评价，并依此提出合适的支护方法。
由上可见，本发明的岩层质量评价方法中，首先利用步骤一形成对岩层的定性评价，然后通过在掘进中的数据分析得到定量的质量评价，从而可以生成高质量的、连续的围岩质量评价。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种随钻进的岩层质量评价方法，用于在井巷工程中对岩层质量进行评测，其特征在于包括如下步骤：
步骤一、确定巷道围岩的成层参数，以对巷道围岩的岩层特性有整体的把握；
步骤二、按巷道掘进工艺进行巷道掘进；
步骤三、使用探测钻机进行至少一次钻孔工作；
步骤四、获取上述钻孔工作中的钻进参数的变化，并据此获得此点的岩层质量评价；
步骤五、钻孔打好后，针对此点的岩层质量评价进行支护；以及
重复上述步骤二至五，得到连续的岩层质量评价。
2.根据权利要求1所述的随钻进的岩层质量评价方法，其特征是，在步骤一中通过地质钻探或地质资料确定所述成层参数。
3.根据权利要求1所述的随钻进的岩层质量评价方法，其特征是，在步骤三中使用所述探测钻机完成一次支护的锚杆孔或锚索孔的钻孔工作。
4.根据权利要求1所述的随钻进的岩层质量评价方法，其特征是，所述探测钻机收集、记录、处理所述钻进参数的变化。
5.根据权利要求4所述的随钻进的岩层质量评价方法，其特征是，所述参数的变化包括钻进过程中钻进速度、功率的变化。
6.根据权利要求1所述的随钻进的岩层质量评价方法，其特征是，所述探测钻机具有数据收集单元及处理器，用以获得对应钻孔的岩层质量评价。
7.根据权利要求6所述的随钻进的岩层质量评价方法，其特征是，通过对一系列钻孔的钻进参数数据的处理，生成此巷道连续的围岩岩层质量评价。
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