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原文传递一种计算岩石开挖参数的试验方法

专利名称：	一种计算岩石开挖参数的试验方法
摘要：	本发明属于掘进技术领域，具体涉及一种计算岩石开挖参数的试验方法，该方法包括以下步骤：步骤一：爆破试验；步骤二：掘进机开挖试验；步骤三：确定爆破参数及掘进机开挖参数；步骤四：实施多断面爆破施工；步骤五：掘进机开挖；步骤六：岩石开挖参数优化。本发明利用爆破开挖进尺可控的优点，以及掘进机机械开挖围岩损伤范围小的优点，既能实现高效开挖，又能控制围岩损伤，同时避免掘进机在极硬岩石中开挖具有掘进速度慢、刀具磨损高等缺点，以及爆破开挖围岩损伤大的劣势，将“爆破‑掘进机”二者工法相结合进行施工，发挥各自工法的优点，同时避免自身工法的缺陷，从而达到良好的开挖效果。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	核工业北京地质研究院
发明人：	满轲;成功
专利状态：	有效
申请日期：	2018-06-20T00:00:00+0800
发布日期：	2019-12-27T00:00:00+0800
申请号：	CN201810638025.2
公开号：	CN110618045A
代理机构：	核工业专利中心
代理人：	闫兆梅
分类号：	G01N3/313(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	100029 北京市朝阳区小关东里十号院
主权项：	1.一种计算岩石开挖参数的试验方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤一：爆破试验；步骤二：掘进机开挖试验；步骤三：确定爆破参数及掘进机开挖参数；步骤四：实施多断面爆破施工；步骤五：掘进机开挖；步骤六：岩石开挖参数优化。 2.根据权利要求1所述的一种计算岩石开挖参数的试验方法，其特征在于：所述的步骤一，爆破试验，还包括：步骤1.1，单孔爆破试：首先在拟施工的岩体中，进行单孔爆破试验，单孔爆破时，根据炸药量、孔深、炮孔不耦合参数和最小抵抗线等爆破参数的不同，得出炸药的爆破效果及围岩损伤影响范围。步骤1.2，多孔爆破试：其次进行多孔爆破试验，多孔爆破时，根据炸药量、布孔空间分布、起爆顺序、雷管段别和炮孔堵塞方式参数的不同，得出炸药的爆破效果及围岩损伤影响范围。步骤1.3，汇总爆破效果及损伤范围：通过步骤1.1单孔爆破试验以及步骤1.2多孔爆破试验，汇总出对应不同爆破参数情况下炸药的爆破效果及围岩损伤影响范围。步骤1.4，获得初步爆破参数；根据步骤1.1和步骤1.2中单孔、多孔爆破试验不同爆破参数情况下炸药的爆破效果及围岩损伤范围得到初步爆破参数。 3.根据权利要求2所述的一种计算岩石开挖参数的试验方法，其特征在于：所述的步骤二：掘进机开挖试验，还包括：步骤2.1推力扭矩掘进试验，根据掘进机的掘进效果获得掘进初步开挖参数；所述推力扭矩掘进试验参数包括：推力和扭矩；所述推力参数范围为：15000KN～18000KN，扭矩：1000KNm～2500KNm；步骤2.2大贯入度掘进试验，所述大贯入度掘进试验参数包括：贯入度、扭和刀具转速；所述贯入度参数范围为：1mm/r～4mm/r，刀具转速：5rpm～6rpm；步骤2.3计算掘进效果及损伤范围；步骤2.4获得机械开挖参数；根据步骤2.3计算掘进效果及损伤范围，重点对掘进机的开挖效率、围岩损伤以及掘进机的推力、扭矩、刀具转速和贯入度进行数值分析；得到拟定机械开挖参数。 4.根据权利要求3所述的一种计算岩石开挖参数的试验方法，其特征在于：所述的步骤三：确定爆破参数及掘进机开挖参数，包括：采用数值模拟的方法，模拟待开挖岩体在实施步骤一爆破试验后，再进行掘进的数值分析，采用步骤一中的爆破参数以及掘进机掘进试验获得的初步掘进参数，输入数值模型中，优化分析确定爆破参数及掘进参数。 5.根据权利要求4所述的一种计算岩石开挖参数的试验方法，其特征在于：所述步骤四，实施多断面爆破施工，包括：根据步骤三优化后的爆破参数及掘进开挖参数，判断采用局部断面爆破施工联合掘进机开挖，还是采用全断面爆破施工联合掘进机开挖；进而，选定爆破断面尺寸及方式，确定该断面尺寸工况下的爆破参数和与之相对应的掘进机开挖参数，根据确定的断面尺进行爆破施工。 6.根据权利要求5所述的一种计算岩石开挖参数的试验方法，其特征在于：所述步骤五，掘进机开挖，包括：观察步骤四多断面爆破效果，是否达到预期，若达到预期，根据拟定出的掘进机开挖参数，进行掘进机开挖施工；若未达到预期，改进爆破参数，继续实施爆破作业，直至达到爆破效果；之后，根据拟定出的掘进机开挖参数，进行掘进机开挖施工。 7.根据权利要求6所述的一种计算岩石开挖参数的试验方法，其特征在于：所述步骤六：岩石开挖参数优化，包括：步骤6.1施工工效统计：重点对施工效率、刀具磨损、围岩损伤、作业环境、工人健康、安全卫生进行评估；步骤6.2爆破参数及机械开挖参数反馈：根据上述评估结果，对拟定的掘进机掘进参数进行反馈、分析；步骤6.3岩石开挖参数优化：根据步骤6.2的反馈结果，优化拟定岩石开挖参数。
所属类别：	发明专利