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1. (WO2018103324) LASER RANGEFINDER-BASED MEASUREMENT WHILE DRILLING DEVICE AND METHOD FOR DETERMINING ROCK MASS GRADE OF TUNNEL ROOF
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Pub. No.: WO/2018/103324 International Application No.: PCT/CN2017/091609
Publication Date: 14.06.2018 International Filing Date: 04.07.2017
IPC:
E21B 49/00 (2006.01) ,E21B 45/00 (2006.01)
E FIXED CONSTRUCTIONS
21
EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
B
EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
49
Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells
E FIXED CONSTRUCTIONS
21
EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
B
EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
45
Measuring the drilling time or rate of penetration
Applicants:
中国矿业大学 CHINA UNIVERSITY OF MINING AND TECHNOLOGY [CN/CN]; 中国江苏省徐州市 大学路1号中国矿业大学科研院 Science Academy of China University of Mining and Technology No.1 University Road Xuzhou, Jiangsu 221116, CN
Inventors:
郑西贵 ZHENG, Xigui; CN
安铁梁 AN, Tieliang; CN
毛世杰 MAO, Shijie; CN
郜志强 GAO, Zhiqiang; CN
Agent:
南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙) NANJING RUIHONG PATENT & TRADEMARK AGENCY (ORDINARY PARTNERSHIP); 中国江苏省南京市 玄武区龙蟠路155号3幢410室 Room 410, Building 3, No.155 Long Pan Road, Xuanwu District Nanjing, Jiangsu 210000, CN
Priority Data:
201611101971.005.12.2016CN
Title (EN) LASER RANGEFINDER-BASED MEASUREMENT WHILE DRILLING DEVICE AND METHOD FOR DETERMINING ROCK MASS GRADE OF TUNNEL ROOF
(FR) DISPOSITIF DE MESURE EN COURS DE FORAGE À BASE DE TÉLÉMÈTRE À LASER ET PROCÉDÉ DE DÉTERMINATION DE CLASSE DE MASSE ROCHEUSE DE TOIT DE TUNNEL
(ZH) 基于激光测距仪的巷道顶板岩体质量等级的随钻探测装置及方法
Abstract:
(EN) Provided are a laser rangefinder-based measurement while drilling device and method for determining a rock mass grade of a tunnel roof. The device comprises a pulse-type laser rangefinder (1), a roof reflector (2), a tightening device (3), and an individual roof bolter (4). The individual roof bolter (4) is vertically provided at a road floor (6) to vertically insert a bolt into a tunnel roof (5). The pulse-type laser rangefinder (1) is provided at the individual roof bolter (4) by means of the tightening device (3) and points to the tunnel roof (5). The roof reflector (2) is provided at the tunnel roof (5) in a location corresponding to a location of the pulse-type laser rangefinder (1). To determine a basic mass grade of a roof rock, the present invention incorporates with a drilling process in anchorage support technology, uses a pulse-type laser rangefinder and a roof reflector to measure advancing depths of a hole drilled in the roof at fixed intervals to obtain an advancement-drilling rate curve associated with the drilled hole, and performs comparison and analysis on the curve and an established drilling rate standard library for rocks having mass grades of I-V to obtain basic mass grades of respective rocks within a range of the drilled hole, thereby realizing a real-time and continuous measurement while drilling operation with respect to a roof in a tunnel construction process. The present invention is applicable to a situation of significant changes in hardness of a rock layer of a tunnel roof.
(FR) Cette invention concerne un dispositif de mesure en cours de forage à base de télémètre à laser et un procédé de détermination d'une classe de masse rocheuse d'un toit de tunnel. Le dispositif comprend un télémètre à laser de type à impulsion (1), un réflecteur de toit (2), un dispositif de serrage (3), et une boulonneuse de toit individuelle (4). La boulonneuse de toit individuelle (4) est disposée verticalement au niveau d'un plancher de voie (6) pour insérer verticalement un boulon dans un toit de tunnel (5). Le télémètre à laser de type à impulsion (1) est disposé sur la boulonneuse de toit individuelle (4) au moyen du dispositif de serrage (3) et il est orienté vers le toit de tunnel (5). Le réflecteur de toit (2) est disposé au niveau du toit de tunnel (5) dans un emplacement correspondant à un emplacement du télémètre à laser de type à impulsion (1). Pour déterminer une classe de masse de base d'une roche de toit, la présente invention s'intègre à un processus de forage dans une technologie de support d'ancrage, utilise un télémètre à laser de type à impulsion et un réflecteur de toit pour mesurer les profondeurs d'avance d'un trou percé dans le toit à des intervalles fixes pour obtenir une courbe de vitesse de forage d'avancement associée au trou foré, et effectue une comparaison et une analyse sur la courbe et une bibliothèque standard de vitesses de forage établie pour des roches ayant des classes de masse de I à V pour obtenir des classes de masse de base de roches respectives à l'intérieur d'une plage du trou foré, ce qui permet de réaliser une mesure en temps réel et continue en cours de forage par rapport à un toit dans un processus de construction de tunnel. La présente invention est applicable dans une situation présentant des changements significatifs de la dureté d'une couche rocheuse d'un toit de tunnel.
(ZH) 一种基于激光测距仪的巷道顶板岩体质量等级的随钻探测装置及方法,装置包括脉冲式激光测距仪(1)、顶板反射器(2)、紧固装置(3)和单体锚杆钻机(4);其中,单体锚杆钻机(4)垂直设置在巷道底板(6)上,并将锚杆垂直钻入巷道顶板(5),脉冲式激光测距仪(1)利用紧固装置(3)设置在单体锚杆钻机(4)上并指向巷道顶板(5),顶板反射器(2)设置在巷道顶板(5)与脉冲式激光测距仪(1)相对应的位置;针对顶板岩体基本质量等级的问题,结合锚固支护技术中的凿孔工序,使用脉冲式激光测距仪和顶板反射器测得固定间隔时间内顶板钻孔的钻进距离,得到钻孔内的"位移—钻速"曲线,将该曲线与已建立的岩体质量分级标准Ⅰ~Ⅴ级的岩体钻速标准库进行对比分析,定量得出钻孔范围内的各岩体的基本质量等级,从而实现在巷道施工过程中对顶板实时、连续的随钻探测,适用于巷道顶板岩层硬度变化较大的条件。
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Publication Language: Chinese (ZH)
Filing Language: Chinese (ZH)