鉆孔巖石強(qiáng)度原位測(cè)試儀
儀器介紹
煤巖體強(qiáng)度是巖體力學(xué)中最基本參數(shù)，是礦井開拓部署、巷道布置與支護(hù)、煤炭開采及沖擊地壓、煤與瓦斯突出等災(zāi)害防治的基礎(chǔ)參數(shù)。煤巖體強(qiáng)度包括單軸抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、三軸抗壓強(qiáng)度等。其中單軸抗壓強(qiáng)度是常用的巖石強(qiáng)度指標(biāo)。
煤巖體強(qiáng)度可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)室或現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試得到。但實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)的煤巖塊已經(jīng)脫離煤巖體，在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)很難準(zhǔn)確模擬和反映煤巖體在井下的實(shí)際狀態(tài)，如應(yīng)力環(huán)境、結(jié)構(gòu)面分布，以及其他井下環(huán)境因素。因此實(shí)驗(yàn)室煤巖塊強(qiáng)度數(shù)據(jù)往往與井下煤巖體的實(shí)際情況出入較大，對(duì)于工程來(lái)講一般偏大。實(shí)際上，大多數(shù)煤巖體都含有軟弱結(jié)構(gòu)面或夾層，而且煤體的強(qiáng)度一般較低，煤系地層中也經(jīng)常遇到強(qiáng)度很低的巖石，都不易制備成試件。因此方法是在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量煤巖體的各種力學(xué)指標(biāo)，用以比較準(zhǔn)確地描述煤巖體的力學(xué)性質(zhì)。
現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試強(qiáng)度的方法主要有大尺寸直剪試驗(yàn)，壓縮試驗(yàn)，聲波探測(cè)法，鉆孔鉆進(jìn)法等，但要耗費(fèi)大量人力物力，費(fèi)用很高，而且測(cè)試點(diǎn)很少。
鉆孔巖石強(qiáng)度原位測(cè)試儀，可以在鉆孔孔徑32毫米左右的鉆孔中使用，可以使用錨桿孔等已有鉆孔進(jìn)行測(cè)試。測(cè)量過(guò)程簡(jiǎn)單方便，可實(shí)現(xiàn)快速測(cè)量。能夠測(cè)量井下不能取樣的軟弱破碎巖體。能夠測(cè)量鉆孔不同深度、不同層位的巖體。測(cè)量成本較低。
測(cè)試原理
設(shè)手動(dòng)泵的油壓為δp，則探針端部的壓力δi 為：
δi=d12/d22 δp
δi=9δp
關(guān)于臨界壓力與煤巖體單軸抗壓強(qiáng)度的關(guān)系，有多種表達(dá)式。美國(guó)的研究與試驗(yàn)表明，煤巖體的單軸抗壓強(qiáng)度可用以下關(guān)系式表示：
δ cc =5.35+2.07δf
功能
測(cè)試煤礦井下鉆孔中巖石的臨界破環(huán)壓力，通過(guò)簡(jiǎn)單換算，可得到巖石的單軸抗壓強(qiáng)度。
1） 測(cè)試過(guò)程簡(jiǎn)單方便，可實(shí)現(xiàn)快速測(cè)試
2） 可以測(cè)試無(wú)法取樣的軟弱巖體
3） 可以測(cè)試鉆孔內(nèi)不同深度的巖體強(qiáng)度
主要技術(shù)指標(biāo)
設(shè)置配備
數(shù)據(jù)采集儀
操作說(shuō)明
儀器有兩種連接方式：
a 把探頭和高壓管連接，高壓管連接手動(dòng)泵，手動(dòng)泵接壓力表，再把探頭連接到安裝桿。
b 把探頭和高壓管連接，高壓管連接手動(dòng)泵，手動(dòng)泵接壓力傳感器，傳感器和采集儀連接，再把探頭連接到安裝桿。
密封測(cè)試
測(cè)試
用安裝桿將探頭放至鉆孔測(cè)試位置，加壓，注意壓力表壓力變化，當(dāng)壓力達(dá)到測(cè)試點(diǎn)煤巖體臨界強(qiáng)度時(shí)，壓力表壓力會(huì)突然變小，記錄壓力表臨界壓力值，該點(diǎn)測(cè)試完畢。
儀器在多個(gè)煤礦進(jìn)行了鉆孔巖石抗壓強(qiáng)度測(cè)試，測(cè)試數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。
