地应力测试步骤、所需仪器及注意事项总结——张念超

地应力测试步骤、所需仪器及注意事项总结从淮南到淮北，地应力测试做了五个孔了，成功率60%。虽然成功率刚刚过半，但这都是我们课题组在没有任何前辈莅临指导的情况下，经过多个井下不眠之夜，独立摸索完成的。虽然做地应力测试比较苦，但是虽苦犹乐，因为我们又掌握了一样新知识，新技术。

现根据我们在朱集矿和孙疃矿做地应力测试的情况，总结经验吸取教训，总结地应力测试步骤、所需仪器及注意事项如下：

1、地质钻打孔。

1.1步骤：

(1) 地点选取。选取整体岩性较好区域的巷道，安设测点。测点巷道内应水电方便，地质钻工作时应不影响巷道运输。

(2) 打孔取芯。使用75/105型地质钻机，配直径为42mm/50mm的接长钻杆，并运用特制的取芯套筒（长度为2m和1m，直径为127 mm）及平钻头（直径为127 mm），在所测巷道岩壁上打直径为127 mm的水平钻孔，至巷道跨度的2～3倍深处，以保证应变计安装位置位于原岩应力区。当钻孔至预定长度时，取出岩芯，并编号套袋保护岩芯。

(3)打空心包体孔。利用自备的钻头（直径为127 mm），其上带有长370mm，直径36mm的小钻头，打同心小孔并取岩芯，同时将孔底磨平，并用锥形钻头打出7cm长的喇叭口，小孔深35～40cm。此小孔一杆打到底，钻孔过程中，必须利用2m长岩芯管定向。

(4) 冲洗钻孔。小孔成形后，抽出钻杆5cm，用钻机的水管冲洗。

1.2注意事项

(1) 钻孔要稍向上倾斜，并测量倾斜角度确切数值，一般控制在3°~5°，以便排水并易于清洗钻孔；

(2) 打孔要一次用一种钻头，不要先打孔再扩孔，因为孔长度较大，容易导致两钻头轴向不在同一条直线上，进而产生台阶，安装时定位器会被卡住，孔就废掉了。

1.3仪器准备

(1) 矿方准备：75/105型地质钻机；42mm/50mm钻杆；长度2m和1m，直径127 mm 取芯套筒；直径127 mm平钻头，岩芯箱：1000mm×500mm×150mm。

(2) 矿大自备：记号笔；记录本；塑料袋；直径127 mm带有直径36mm的小钻头

的锥形钻头。

2、安装空心包体。

2.1步骤：

(1) 干燥钻孔。在洗孔器上缠上棉纱（直径略大于36mm），倒上丙酮，利用安装杆将洗孔器送到孔底进行钻孔干燥清洗一至两遍，并记录洗孔器进入孔底时钻杆外露长度及洗孔器长度。

(2) 配制环氧胶。用注射器和托盘天平严格量取环氧胶47克，固化剂8.4克，置于烧杯内，混合均匀。将配制好环氧胶倒入应力计的空腔，用铝丝（或牙签）固定好柱塞。

(3) 安装空心包体。先用砂纸把空心包体表面尤其是应变片位置打磨掉1mm左右的厚度，然后在定位器的定位槽中涂抹好黄油，将空心包体安装到定位器上，确定A应变片竖直向上后用安装杆细心的将包体送到预定位置，推断固定销铝丝（或牙签），将环氧胶从包体内腔挤出使空心包体与钻孔壁胶合。并测量钻杆外露长度，确定牙签断掉，环氧胶已完全挤出。

(4) 专人保护。设专人看守，防止误碰外露钻杆，影响空心包体与岩壁胶合。

2.2注意事项

(1) 封装环氧胶的牙签要细，否则不易剪断；A应变片应竖直向上安装在钻杆上，安装过程中不要转动钻杆；

(2) 为确保70mm行程的环氧胶挤出，应精确测量洗孔时钻杆的外露长度和洗孔器的长度，及安装空心包体的长度和安装后外露钻杆的长度。

(3) 为确保空心包体从定位槽中脱离，并防止空心包体环氧胶外泄，在安装时要在定位槽和定位器前端二分之一部分要涂抹大量黄油。

（4）砂纸易受潮损坏，不要一次性全部带下井去，用一张带一张。

2.3仪器准备

(1) 矿大自备：洗孔器；定向仪；安装钻杆；钢卷尺；棉纱；丙酮；活扳手，空心包体；托盘天平；注射器；环氧胶；固化剂；牙签，小刀；小烧杯，定位器；黄油；活扳手；定向仪；安装钻杆；钢卷尺；砂纸。

3、取导向杆。

3.1步骤：

(1)测量数据。等15h后，环氧胶粘结密实，用特制万用表记下空心包体A应变片的角度并让矿上专门的地测人员测量钻孔的方位角。

(2)取出安装钻杆和定位器，取杆时拽紧定位器的电缆线，防止被挤断。

3.2注意事项

(1) 取杆前勿忘用万用表测量A应变片的位置。

3.3人员及仪器准备

(1) 矿方准备：一个地测科技术员。

(2) 矿大自备：特制万用表；笔；笔记本；地质罗盘；扳手两把。

4、应力解除。

4.1步骤：

(1)挪回钻机，精确对孔。然后将空心包体的导线电缆从取芯管、钻杆孔、钻机和改装过的水节头穿出，连接到数字应变仪上，同时不要忘记接上温度补偿元件。

((2)接好钻杆和500mm取芯管后，启动钻机，开始注水，这时应变仪读数会有所轻微变化，待读数稳定后（约15分钟），再开始进尺读数。在套芯过程中若为人工读数，每隔2 cm 进行一次仪器读数，待读数不随进尺变化时（解除深度为500mm左右），停止套芯。套芯结束后，取出带有应力计的岩芯。若为自动读数，可选取读数时间间隔为10s。

4.2注意事项

(1) 解除过程一定要缓慢细心，解除长度500mm，要持续20分钟左右；

(2) 为方便取出解除后的空心包体和岩芯，宜用1000/500mm额外带钻头的取芯管解除，不宜用太长的取芯管，否则不易取出；

(3) 提前准备专用三通阀，否则空心包体导线无法从钻杆中心出来接仪器测量；

(4)因空心包体导线电缆从钻杆中心穿出，要防止钻杆转动搅住导线。

4.3仪器准备

(1) 矿方准备：75/105型地质钻机；42mm/50mm钻杆；长度0.5m，直径127 mm 取芯套筒；直径127 mm平钻头，棉纱。

(2) 矿大自备：用于温度补偿的空心包体；特制的三通阀；KBJ-16型矿用智能数字应变仪；U盘；两个螺丝刀；一把钳子；一把小刀；钢卷尺。