[发明专利]一种计算岩石开挖参数的试验方法

权利要求书

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；

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；

所述炸药量范围为：200g～800g、孔深：1.8m～8m、炮孔不耦合参数为：1.0～2.5、最小抵抗线为：20cm～80cm；岩体单轴抗压强度范围：100～300兆帕；

根据上述单孔爆破参数通过公式(1)计算得出单孔爆破爆破试验炸药的爆破效果及围岩损伤影响范围；公式(1)如下所示：

公式(1)中，Q₁表示单孔爆破时的总炸药量；q表示线装药密度；L表示炮孔长度；表示爆破时炸药造成的围岩损伤面积，该值为无量纲，其中S_i为某一单截炸药造成的围岩损伤面积，S₀为炮孔横截面积；表示炸药在单孔内不同装药布置情况下的分布权重值，该值为无量纲，其中l_i为某一单截炸药的分布权重长度；

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；

所述炮孔堵塞方式包括：有堵塞和无堵塞；所述有堵塞情况下堵塞长度范围：20～100cm、堵塞材料为炮泥和高强粘结剂相结合；

根据上述多孔爆破参数，通过公式(2)计算多孔爆破试验炸药的爆破效果及围岩损伤影响范围；公式(2)如下所示：

公式(2)中，Q₂表示多孔爆破时的总炸药量；表示编号为j的孔的炸药量；q_j为编号为j的孔的线装药密度；L表示炮孔长度；表示爆破时炸药造成的围岩损伤面积，该值为无量纲，其中S_i为某一单截炸药造成的围岩损伤面积，S₀为炮孔横截面积；表示炸药在单孔内不同装药布置情况下的分布权重值，该值为无量纲，其中l_i为某一单截炸药的分布权重长度；

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。

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。