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专利号: 2023105429385
申请人: 安徽建筑大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2026-03-03
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种爆破对锚固支护影响评价方法,其特征在于,包括:

步骤S101、在巷道掘进过程中的多个典型断面的迎头段和支护段布设数据监测点;其中,所述迎头段为巷道掘进过程的爆破区,所述支护段为巷道掘进过程的锚固支护区;

步骤S102、获取不同炸药量的爆破漏斗半径以及锚固支护区围岩破坏范围,并根据所述爆破漏斗半径和所述锚固支护区围岩破坏范围得到爆破围岩破坏范围影响率;

步骤S103、获取爆破时爆破区岩体波速和锚固支护区岩体波速,并根据所述爆破时爆破区岩体波速和所述锚固支护区岩体波速得到爆破岩体波速影响率;

步骤S104、获取锚固支护区围岩爆破前和爆破后应力峰值强度以及对应的应力峰值位移值,并根据锚固支护区围岩爆破前后的应力峰值位移值得到锚固支护区应力峰值位移转移率;

步骤S105、测量爆破区与锚固支护区的距离,获取锚固支护区支护断面位移,并根据所述爆破区与锚固支护区的距离和所述锚固支护区支护断面位移得到爆破距离影响支护断面位移变化率;

步骤S106、获取锚固支护区中支护构件工作荷载平均值,结合锚固支护区爆破后围岩应力峰值强度,并根据工作荷载值和所述锚固支护区爆破后围岩应力峰值强度计算得到爆破条件下锚固支护区围岩强度稳定率;

步骤S107、对所述爆破围岩破坏范围影响率、所述爆破岩体波速影响率、所述锚固支护区应力峰值位移转移率、所述爆破距离影响支护断面位移变化率、所述爆破条件下锚固支护区围岩强度稳定率进行权重划分后计算综合评价指标,以对爆破对锚固支护影响进行定量化分析。

2.根据权利要求1所述的爆破对锚固支护影响评价方法,其特征在于,在步骤S101中,数据监测点均布在所述锚固支护区围岩内部,和/或,数据监测点设置在迎头段的不同位置上。

3.根据权利要求1所述的爆破对锚固支护影响评价方法,其特征在于,在步骤S102中,根据爆破要求,在所述迎头段的不同位置埋设不同炸药量,并利用抛掷漏斗法获取不同位置的爆破漏斗半径Ri;

在所述数据监测点布设钻孔探测仪,待锚固支护区围岩稳定后获取不同爆破漏斗半径Ri对应的锚固支护区围岩破坏范围Pi,进而根据计算得到爆破围岩破坏范围影响率K1;其中,Ri、Pi分别表示第i位置处的爆破漏斗半径、锚固支护区围岩破坏范围,i为正整数。

4.根据权利要求1所述的爆破对锚固支护影响评价方法,其特征在于,在步骤S103中,利用声波测试仪分别获取爆破时爆破区岩体波速λa和锚固支护区岩体波速λb,进而根据计算得到爆破岩体波速影响率K2。

5.根据权利要求1所述的爆破对锚固支护影响评价方法,其特征在于,在步骤S104中,利用刻度尺记录爆破前应力峰值位移值S1和爆破后应力峰值位移S2;

根据公式:计算得到锚固支护区应力峰值位移转移率K3。

6.根据权利要求1所述的爆破对锚固支护影响评价方法,其特征在于,步骤S105中,利用卷尺测得所述爆破区与锚固支护区的距离L1;

利用红外测距仪获取锚固支护区断面围岩各个关键部位在爆破前和爆破后的位移测量,并求得各个关键部位在爆破前和爆破后的位移测量的平均值,作为锚固支护区支护断面位移L2;

根据公式:计算得到爆破距离影响支护断面位移变化率K4。

7.根据权利要求1所述的爆破对锚固支护影响评价方法,其特征在于,步骤S106中,以各个支护构件所在位置作为数据监测点,在各个数据监测点布设压力计;

利用压力计测量锚固支护区爆破前各个支护构件的工作荷载并计算平均值,得到锚固支护区中支护构件工作荷载平均值σc;

在锚固支护区围岩内部均匀布设钻孔;

利用钻孔应力计测量锚固支护区围岩爆破前和爆破后各个数据监测点的应力强度,从而确定锚固支护区围岩爆破后的应力峰值强度σmax;

根据公式:计算得到爆破条件下锚固支护区围岩强度稳定率K5。

8.根据权利要求1所述的爆破对锚固支护影响评价方法,其特征在于,步骤S107中,对所述爆破围岩破坏范围影响率、所述爆破岩体波速影响率、所述锚固支护区应力峰值位移转移率、所述爆破距离影响支护断面位移变化率、所述爆破条件下锚固支护区围岩强度稳定率进行权重划分,得到评价指标的权重;

根据公式:,

计算综合评价指标K;

其中,为第j个评价指标,为第j个评价指标的权重;所述评价指标为所述爆破围岩破坏范围影响率、所述爆破岩体波速影响率、所述锚固支护区应力峰值位移转移率、所述爆破距离影响支护断面位移变化率、所述爆破条件下锚固支护区围岩强度稳定率中的任一个;j=1,2,3,4,5。

9.根据权利要求8所述的爆破对锚固支护影响评价方法,其特征在于,步骤S107还包括:确定锚固支护影响评价阈值K0;

响应于综合评价指标K小于锚固支护影响评价阈值K0,重新设计爆破条件下锚固支护区断面锚固参数。

10.一种爆破对锚固支护影响评价系统,其特征在于,包括:

布设单元,配置为在巷道掘进过程中的多个典型断面的迎头段和支护段布设数据监测点;其中,所述迎头段为巷道掘进过程的爆破区,所述支护段为巷道掘进过程的锚固支护区;

第一计算单元,配置为获取不同炸药量的爆破漏斗半径以及锚固支护区围岩破坏范围,并根据所述爆破漏斗半径和所述锚固支护区围岩破坏范围得到爆破围岩破坏范围影响率;

第二计算单元,配置为获取爆破时爆破区岩体波速和锚固支护区岩体波速,并根据所述爆破时爆破区岩体波速和所述锚固支护区岩体波速得到爆破岩体波速影响率;

第三计算单元,配置为获取锚固支护区围岩爆破前和爆破后应力峰值强度以及对应的应力峰值位移值,并根据锚固支护区围岩爆破前后的应力峰值位移值得到锚固支护区应力峰值位移转移率;

第四计算单元,配置为测量爆破区与锚固支护区的距离,获取锚固支护区支护断面位移,并根据所述爆破区与锚固支护区的距离和所述锚固支护区支护断面位移得到爆破距离影响支护断面位移变化率;

第五计算单元,配置为获取锚固支护区中支护构件工作荷载平均值,结合锚固支护区爆破后围岩应力峰值强度,并根据工作荷载值和所述锚固支护区爆破后围岩应力峰值强度计算得到爆破条件下锚固支护区围岩强度稳定率;

综合评价单元,配置为对所述爆破围岩破坏范围影响率、所述爆破岩体波速影响率、所述锚固支护区应力峰值位移转移率、所述爆破距离影响支护断面位移变化率、所述爆破条件下锚固支护区围岩强度稳定率进行权重划分后计算综合评价指标,以对爆破对锚固支护影响进行定量化分析。