[发明专利]基于凿岩台车随钻参数的围岩分析方法及系统

说明书

本发明提供一种基于凿岩台车随钻参数的围岩分析方法，其包含以下步骤：依据预设时间间隔获取凿岩台车在不同钻孔采集的随钻参数，形成包含随钻参数的钻孔日志；判断当前施工项目的类别，根据施工项目的类别以及钻孔日志得到当前施工项目的地质分析参数配置文件；基于地质分析参数配置文件处理随钻参数，生成当前施工围岩的地质云图。本发明能够通过凿岩台车的随钻参数对围岩进行分析，能够反映围岩的特性，便于施工。另外，本发明给不同的随钻参数进行权重分配，所得的拟合数据能够充分反应围岩的情况，使围岩分析结果准确可靠，可为正确选择开挖断面、支护设计参数和优化施工方案提供依据，保证施工安全的同时提高钻进效率。

技术领域

本发明涉及隧道施工领域，具体地说，涉及一种基于凿岩台车随钻参数的围岩分析方法及系统。

背景技术

目前的地质研究基于石油勘探领域中的较多，一般是利用岩石的电化学特性、声学特性等得到岩石的各种物理参数，如电阻率、声波速度等，再将这些参数转化为地质信息。而基于煤矿巷道施工的地质状态识别的研究大都集中在为保证安全施工方面，获取围岩质量，不能够为正确选择隧道开挖断面、支护设计参数和优化施工方案提供正确依据，不能保证施工安全的同时提高钻进效率。

针对隧道施工现状，本发明提供了一种基于凿岩台车随钻参数的围岩分析方法及系统。

发明内容

本发明提供的一种基于凿岩台车随钻参数的围岩分析方法，所述方法包含以下步骤：

依据预设时间间隔获取凿岩台车在不同钻孔采集的随钻数据，形成包含所述随钻数据的钻孔日志；目前随钻数据的采集多是通过钻进长度控制，比如每钻进2厘米，采集一次随钻数据，将所采集的压力传感器信号传到控制器PLC，控制器根据所测的数据进行相应的存储、判识等处理操作。传统的数据采集方法在特殊地质条件下，容易遗漏小型裂隙，而且如果发生钻进异常，如卡钻、停钻等，因为没有达到距离要求，数据采集就会停止；工况判别和实际有些出入，得到的随钻数据在反应围岩状况以及指导后续施工方面有一定缺陷。针对以上缺陷，本发明采用以时间为周期，控制随钻数据的采集，比如每50ms进行一次数据采集，并增加钻进位移作为记录参数，在恒功率条件下，观察相同时间内，钻进长度的差别，所得推进速度更加精准，而且在日志中可以及时发现钻进异常状态，便于数据预处理，对围岩质量分析提供了进一步的依据。相较于以钻进长度控制数据采集，增加了结果分析依据，所得围岩分析结果真实性增强，更加精准、高效。

判断当前施工项目的类别，根据施工项目的类别以及所述钻孔日志得到当前施工项目的地质分析参数配置文件；

基于所述地质分析参数配置文件处理所述随钻数据，生成当前施工围岩的地质云图。

根据本发明的一个实施例，所述随钻数据中包含的随钻参数种类有：推进速度、推进压力、冲击压力、回转压力、水压力以及水流量。由于任何单一的随钻参数都不能全面判定围岩特性，因此本发明通过将多个参数归一化来反映围岩特性，突破七个参数(推进速度、推进压力、冲击压力、回转压力、水压力、回转速度以及水流量等随钻参数)与围岩之间的量化关系。通过实验研究，根据各参数相对围岩硬度的关联度，分配给七个随钻参数相应的权重，使拟合数据能够充分反映围岩特性，提高围岩分析结果的准确性，实现围岩定性分析。在所有随钻参数中，由于推进速度与围岩硬度有最直接的关系，因此在拟合数据中所占比重最大。

根据本发明的一个实施例，判断当前施工项目的类别，根据施工项目的类别以及所述钻孔日志得到当前施工项目的地质分析参数配置文件的步骤中，还包含以下步骤：

识别当前施工项目中使用的凿岩台车种类，判断当前使用的凿岩台车是否具备本项目历史使用记录；

若当前使用的凿岩台车具备本项目历史使用记录，则根据已经生成的配置文件作为当前施工项目的地质分析参数配置文件；

若当前使用的凿岩台车不具备本项目历史使用记录，根据所述钻孔日志，对凿岩台车进行标定，得到当前施工项目的地质分析参数配置文件。