一種工作面回采期間圍巖錨注支護效果的檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種檢測方法，特別是基于微震監(jiān)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(shù)】
[0002] 煤礦在進入深部開采后，高應(yīng)力、膨脹性等各種軟巖巷道大量出現(xiàn)，給巷道支護帶 來極大難度，嚴(yán)重影響安全生產(chǎn)。錨注支護技術(shù)可以提高圍巖的完整性與強度，有效控制軟 巖巷道變形。
[0003] 當(dāng)前關(guān)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(guān)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。 [0004]由于微震技術(shù)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(yīng)用于巖爆、沖擊地壓預(yù)測等領(lǐng)域，但是在錨注支護效果檢測中未見 相關(guān)報道。利用微震監(jiān)測技術(shù)，采集并處理工作面回采過程中巖體破裂能量，同時結(jié)合無損 檢測、位移收斂等手段，可以較為全面、科學(xué)合理的對圍巖錨注支護效果進行檢測。
[0005] 傳統(tǒng)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：
[0006] 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；
[0007] 2、需要輔以室內(nèi)試驗才能確定工程的錨注質(zhì)量效果，測定周期長，過程繁瑣，影響 施工進度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)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(jiān)測技術(shù)，實時獲取巖體破裂能量分布情況，結(jié)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(biāo)，填補了工作面回采期間圍巖錨注支護檢測方面的空白。
[0009] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0010] -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：
[0011] 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(jiān)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；
[0012] 步驟2:利用無損檢測儀器，分別獲取兩個巷道的支護構(gòu)件等效利用率；
[0013] 步驟3:采集統(tǒng)計不同的圍巖穩(wěn)定狀態(tài)下相應(yīng)區(qū)域的圍巖平均最大收斂位移；
[0014] 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(gòu)件的等效利用率、所述圍巖平均最大收斂位移，確定相應(yīng)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(shù)分析值；
[0015] 步驟5:將所述參數(shù)分析值利用權(quán)重分析法，建立錨注效果綜合定量檢測指標(biāo)，根 據(jù)所檢測的錨注效果，指導(dǎo)現(xiàn)場錨注工作。
[0016] 所述步驟1中，所選擇的兩個所述工作面的地質(zhì)條件接近。
[0017] 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(jiān)測儀器，根 據(jù)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(qū)、明顯影響區(qū)和影響區(qū)，所 述劇烈影響區(qū)、所述明顯影響區(qū)、所述影響區(qū)各自沿工作面推進方向的水平長度的加權(quán)平 均值，即為所述超前支護等效距離。
[0018] 所述劇烈影響區(qū)為工作面至巖體破裂能量峰值位置的區(qū)域，所述明顯影響區(qū)為巖 體破裂能量峰值位置至巖體破裂能量為l〇3J的區(qū)域，所述影響區(qū)為巖體破裂能量1〇 3~0J的 區(qū)域。
[0019] 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(jiān)測儀器，根 據(jù)微震能量分布情況，確定圍巖的嚴(yán)重破壞范圍，中等破壞范圍，一般破壞范圍，所述嚴(yán)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(quán)平均值，即為所述圍巖破壞等效距離。
[0020] 巖體破裂能量大于105J區(qū)域為嚴(yán)重破壞范圍，巖體破裂能量105~102J區(qū)域為中等 破壞范圍，巖體破裂能量1〇 2~0J區(qū)域為一般破壞范圍。
[0021] 所述步驟2中，所述支護構(gòu)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(gòu)件在采場支承壓力的所述劇烈影響區(qū)、所述明顯影響區(qū)和所述影響區(qū) 的荷載平均值，所述支護構(gòu)件的所述劇烈影響區(qū)荷載平均值、所述明顯影響區(qū)的荷載平均 值、所述影響區(qū)的荷載平均值三者的加權(quán)平均值，與所述支護構(gòu)件的屈服強度的比值，即為 所述支護構(gòu)件等效利用率。
[0022] 所述步驟2中，所述支護構(gòu)件包括錨桿和/或錨索。
[0023] 所述步驟3中，所述不同的圍巖穩(wěn)定狀態(tài)下相應(yīng)區(qū)域包括采場支承壓力的所述劇 烈影響區(qū)、所述明顯影響區(qū)和所述影響區(qū)。
[0024] 通過在所述相應(yīng)區(qū)域內(nèi)布設(shè)若干表面位移收斂監(jiān)測斷面，測量各監(jiān)測斷面所在處 的圍巖最大收斂位移，所述最大收斂位移為所述巷道圍巖穩(wěn)定時頂?shù)装濉蓭臀灰谱兓?之和，所述圍巖平均最大收斂位移為同一圍巖穩(wěn)定狀態(tài)下，所測得的各所述最大收斂位移 的平均值。
[0025] 所述步驟4中，所述參數(shù)分析值包括超前支護減少率、圍巖破壞減少率、構(gòu)件利用 提高率、位移收斂減少率；
[0026] 所述超前支護減少率為:所述非錨注支護巷道的所述超前支護等效距離與所述錨 注支護巷道的超前支護等效距離的差值，與所述非錨注支護巷道的超前支護等效距離的比 值；
[0027] 所述巖體破壞減少率為:所述非錨注支護巷道與所述錨注支護巷道的所述圍巖破 壞等效距離的差值，與所述非錨注支護巷道的所述圍巖破壞等效距離的比值；
[0028] 所述構(gòu)件利用提高率為:所述錨注支護巷道的所述支護構(gòu)件等效利用率與所述非 錨注支護巷道的所述支護構(gòu)件等效利用率的差值，與所述錨注支護巷道的所述支護構(gòu)件等 效利用率的比值；
[0029] 所述位移收斂減少率為：及-和)/$ +e2(式-筆)/筆+e3(式-茍)/筆，其 中，&為相關(guān)系數(shù)，i = l，2,3,且Σθι = 1，在非錨注支護巷道、錨注支護巷道劇烈影響區(qū)的平 均最大收斂位移為劣、竚，明顯影響區(qū)的平均最大收斂位移分別為勾、茍，影響區(qū)的平均 最大收斂位移分別為次、茗。.
[0030] 所述步驟5中，所述錨注效果綜合定量檢測指標(biāo)，為各所述參數(shù)分析值的加權(quán)平均 值。
[0031] 本發(fā)明的有益效果是：
[0032] (1)本發(fā)明首次將微震監(jiān)測技術(shù)引入到錨注支護效果檢測中，避免了人為對現(xiàn)場 巖體的破壞，可以實時獲得巖體破裂能量信號分布情況，方法更具先進性和新穎性。
[0033] (2)本發(fā)明屬于多因素定量檢測方法，克服了單因素、定性檢測等方面的缺點，使 得檢測方法更加全面科學(xué)合理。
[0034] (3)本發(fā)明填補了工作面回采期間圍巖錨注支護檢測方面的空白，完善了錨注支 護檢測體系。
[0035] (4)本發(fā)明無需進行室內(nèi)試驗，現(xiàn)場即可檢測工程的錨注效果，進而指導(dǎo)錨注施 工，實效性更強，有利于提高施工進度。
【附圖說明】
[0036]圖1為本發(fā)明圍巖錨注支護效果定量檢測流程圖。
[0037] 圖2為本發(fā)明巖體微震能量采集流程示意圖。
[0038] 圖3為本發(fā)明基于巖體能量分布確定的超前影響范圍示意圖。
[0039] 圖4為本發(fā)明基于巖體能量分布確定的圍巖破壞范圍示意圖。
[0040] 圖5為本發(fā)