[发明专利]基于氡气析出浓度的围岩松动圈测量方法

权利要求书

1.一种基于氡气析出浓度的围岩松动圈测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：在待测巷道内，选取代表性煤岩体钻取岩芯，制成煤岩试件(9)，送至实验室；

步骤二：使用试件氡气析出测量装置对试件(9)进行加载，获得试件(9)应力-应变曲线；并于试件(9)加载过程中，实时记录试件(9)氡气析出浓度，获得氡气浓度-加载时间曲线；

步骤三：根据试件(9)应力-应变曲线和氡气浓度-加载时间曲线，得出试件(9)破坏时氡气析出浓度值，记为v；并根据该浓度值计算出现场松动圈氡气浓度阈值V；

步骤四：沿待测巷道布置多个测站，并根据待测巷道所属地质条件确定测站间距；

步骤五：在测站向两侧煤岩体施工探测钻孔(1)，并于每一钻孔(1)内由里向外布置多个测点，分别编号为D₁～D_n；

步骤六：使用巷道围岩氡气析出测量装置测量钻孔(1)内所设测点的氡气析出浓度值，记为S₁、S₂、S₃...S_n；

步骤七：重复步骤六，完成全部探测钻孔(1)内氡气析出浓度测量；

步骤八：将步骤六、七中所获得的测点氡气析出浓度值S与步骤三中所获得的现场松动圈氡气浓度阈值V相比较，当S＜V时，围岩未发生破环；当S≥V时，测点位于围岩松动圈范围内，从而确定围岩松动圈。

2.根据权利要求1所述的基于氡气析出浓度的围岩松动圈测量方法，其特征在于，步骤二中，所述试件氡气析出测量装置包括试件(9)、刚性实验机(7)、密封盒(8)、第一测氡仪(10)、贴于试件(9)上的应变片以及与应变片和刚性实验机电连接的计算机(12)；所述刚性实验机(7)内设置有上压头(71)和下压头(72)，密封盒(8)设置于上压头(71)和下压头(72)之间；所述密封盒(8)朝向上压头(71)一侧开口，并于开口处设置有带孔的弹性橡胶膜(81)，试件(9)放置于密封盒(8)内，上压头(71)通过弹性橡胶膜(81)作用于试件(9)上；所述密封盒(8)一侧开连接孔(82)，第一测氡仪(10)通过第一橡胶软管(11)与连接孔(82)连接；测试时，首先，将试件(9)放入密封盒(8)内，并将密封盒(8)通过盒顶带孔的弹性橡胶膜(81)与刚性实验机(7)压头连接，检查密封盒(8)密闭性；然后，将第一测氡仪(10)与密封盒(8)通过第一橡胶软管(11)连接，打开第一测氡仪(10)，使其内部气泵循环工作5min，进行仪器校准；仪器校准完成后，读取第一测氡仪(10)所测量的密封盒(8)内氡气浓度，作为试件(9)加载前氡气析出浓度值，记为x；最后，通过刚性实验机(7)的上压头(71)加载试件(9)，获得试件(9)应力一应变曲线；加载时间为2～3h，第一测氡仪(10)每5min记录一个浓度值，得出氡气浓度-加载时间曲线。

3.根据权利要求2所述的基于氡气析出浓度的围岩松动圈测量方法，其特征在于，氡气浓度阈值V计算方法为：V＝λ·v，λ＝X_p/x；其中，v为试件(9)破坏时的氡气析出浓度值，λ为氡气修正系数，X_p为现场实测全部钻孔(1)孔底氡气析出浓度值的平均值，x为试件(9)加载前密封盒(8)内氡气浓度。

4.根据权利要求1所述的基于氡气析出浓度的围岩松动圈测量方法，其特征在于，步骤四中，相邻两测站之间间距为30～100m。

5.根据权利要求1所述的基于氡气析出浓度的围岩松动圈测量方法，其特征在于，步骤五中，探测钻孔(1)的深度计算方法为：L＝k(1.5+B/10)+1，其中，L为探测钻孔(1)的深度，B为巷道的宽度，k为围岩影响系数，取值0.9～1.2。