[发明专利]基于声级计的巷道顶板岩石普氏系数随钻探测方法

摘要

本发明公开了一种基于声级计的巷道顶板岩石普氏系数的随钻探测方法，针对影响煤矿巷道顶板锚固支护方案的重要岩石力学指标——普氏系数的随钻探测难题，在巷道顶板施工Φ32～42mm的钻孔，钻头后方装设载有声级计探头的轴承式随钻装置，采用与刻度式钻杆读数结合的方法，在钻进的过程中，测试不同深度的钻孔音量分贝值，结合实验室建立的岩石普氏系数0.3～20的标准库，通过比对巷道原位钻岩音量分贝值，快速得到巷道顶板钻孔范围内的岩石普氏系数，将凿孔过程的有害噪音转化为有益声源，实现随钻探测技术。适用于煤系地层的砂岩、页岩和泥岩等典型沉积岩层普氏系数的随钻探测。其具有现场使用方便、操作简单，劳动强度低，不影响正常生产的优点。

主权项

1.一种基于声级计的巷道顶板岩石普氏系数随钻探测方法，使用的装置包括轴承式随钻装置（1）、单体锚杆钻机（2）、声级计（3）和刻度式钻杆（4），其中单体锚杆钻机（2）垂直设置在巷道底板（6），单体锚杆钻机（2）的顶部通过刻度式钻杆（4）设有钻入巷道顶板（5）的轴承式随钻装置（1），轴承式随钻装置（1）通过连接线（12）与声级计（3）相连接；其步骤如下：a. 建立矿山的岩石普氏系数0.3~20的标准库：在同煤层巷道中选取取心地点，在顶板取心地点20m范围内钻取不同层位岩石，并按照《煤与岩石物理力学性质测定方法》加工组合成标准试样，在实验室中利用锚杆钻机及钻头针对取得岩心普氏系数0.3~20各岩石的不同组合进行钻进实验，并使用声级计记录测试钻头钻进标准试样过程中噪音的分贝值，对所有标准试样进行钻进试验，得到不同普氏系数0.3~20的岩石标准试样钻进过程的噪音分贝值范围；b. 开启单体锚杆钻机（2），单体锚杆钻机（2）通过刻度式钻杆（4）带动轴承式随钻装置（1）在巷道顶板（5）上钻入钻孔（11），声级计（3）开始工作，获得轴承式随钻装置（1）在巷道顶板（5）钻进中噪音分贝值及分贝值的动态曲线；结合刻度式钻杆（4）读数，每钻进10cm，停止钻进，人工读取声级计（3）中的分贝值范围，并与基于该矿山建立的岩石普氏系数0.3~20的标准库进行对比，得到该范围内的岩石坚固性系数和钻进距离；当刻度式钻杆（4）长度不足时，在尾端增加延长的刻度式钻杆（4）；c. 重复步骤b，从而得到顶板钻孔（11）范围内的岩石坚固性系数。