1、 ICS 73.020 CCS D 46 中 华 人 民 共 和 国 黄 金 行 业 标 准 YS/T 3037 2020 金矿 围岩松弛范围声波测定技术规范 Technical specification of acoustic wave test for surrounding rock relaxation range of gold mine （发布稿） 2020-12-25 发布 2021-04-01 实施 中 华 人 民 共 和 国 工 业 和 信 息 化 部 发 布 YS/T 3037 2020 I 前 言 本标准按照 GB/T 1.1 2009 给出的规则起草。 本标准由中国黄
2、金协会提出。 本标准由全国黄金标准化技术委员会（ SAC/TC 379）归口。 本标准起草单位： 长春黄金研究院有限公司、中国科学院武汉岩土力学研究所、紫金矿业集团股份 有限公司、中南大学、长春黄金设计院有限公司。 本标准主要起草人： 冯福康、 严鹏 、 江权、 梁春来 、 杜坤、 李夕兵、 廖占丕 、 汪志国、 董陇军、 郭树林、 闵忠鹏、 张广篇、蔡创开、郝世波、唐学义、程文文、褚洪涛。 YS/T 3037 2020 1 金矿围岩松弛范围声波测定技术规范 1 范围 本标准规定了金矿围岩松弛范围的声波测定方法和技术要求。 本标准适用于金矿井巷、硐室及采场围岩松弛范围的测定。 2 规范性引用文
3、件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB 16423 金属非金属矿山安全规程 GB/T 50266 工程岩体试验方法标准 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 围岩松弛 surrounding rock relaxation 在工程开挖后，岩体内部裂纹发生扩展，产生损伤破裂的现象。 3.2 声波换能器 acoustic wave transducer 声波探头 一种将电脉冲 转变 为声波能 或将声波能转变为电脉冲的仪器。 3.3 橡胶皮套 rubber
4、 bush 一种缠绕在声波探头周围，在加压注水膨胀后与钻孔孔壁紧密贴合，从而实现声波能在探头与岩体 间耦合传播的辅助装置。 3.4 工程断面等效直径 equivalent diameter of engineering profile 与开挖工程断面面积相等的圆形断面的直径 ， 其计算式如下 ： D = 4 3.5 一发双收单孔声波测试法 acoustic testing method of one emission and double reception in single borehole 将一发双收声波换能器置于测试钻孔孔底，待钻孔注满水或通过橡胶皮套局部注水耦合后从孔底 向孔口按一定
5、步距逐次移动并进行声波测定的一种围岩松弛测试方法。 3.6 一发一收跨孔声波测试法 acoustic testing method of one emission and one reception in double boreholes 将声波换能器分别置于两个平行的测试钻孔孔底同一深度位置，待钻孔注满水或通过橡胶皮套局 YS/T 3037 2020 2 部注水耦合后从孔底向孔口按一定步距同步移动并进行声波测定的一种围岩松弛测试方法。 3.7 首波 first wave 发射换能器开始发出声波后，接收换能器收到的第一个波。 4 一般要求 4.1 应优先采用一发一收跨孔测试方法，并采取橡胶皮套
6、局部注水耦合方式。 4.2 采用一发双收单孔测试时应优先采取钻孔满水耦合方式；若钻孔封堵困难、漏水速率较大可采取 橡胶皮套局部注水耦合方式。 4.3 测试钻孔施工除应符合 GB 16423 的相关要求外，还应符合以下要求： a） 钻孔应布置在 围岩 应力重新分布并趋于稳定的区域； b） 钻孔 施工位置的围岩表面应尽可能平整完好； c） 钻孔应尽可能垂直于围岩帮壁，否则应进行钻孔测斜； d） 钻孔孔壁与声波探头之间的间隙应大于 20 mm； e） 钻孔深度应不小于开挖工程断面等效直径的 2 倍； f） 钻孔内壁应保持畅通清洁，孔壁无岩屑附着。 4.4 声波检测仪的声时测量精度应达到 1 s，跨孔
7、测试两钻孔间距的测量精度应达到 1 mm，延伸杆 长度的测量精度应达到 1 mm。 4.5 围岩松弛范波测定相关数据应按表 A.1 进行记录，其地质 特征 描述应符合 GB/T 50266 的相关要 求。 4.6 同一钻孔，至少应进行 3 次声波测试工作，取其测量数据的算术平均值作为该钻孔的测定值；若 对测定结果有争议，应借助其他围岩松弛范围测定方法进行辅助判定。 5 技术要求 5.1 一发双收单孔声波测试法 5.1.1 测试时应将端部探头作为发射探头，其余探头作为接收探头。 5.1.2 延伸杆之间应可靠连接，总长度应满足可将声波探头移动至测试孔底。 5.1.3 注水软管应与声波探头固定牢靠，
8、探头在延伸杆辅助下应前后移动自由。 5.1.4 采取 钻孔满水耦合方式进行测试时，测试过程应符合以下要求： a） 测试 钻孔向上倾斜时应封堵孔口，测试人员应佩戴矿井淋水防护装备； b） 测试前孔内应注满水，待波形信号稳定后再进行读数记录，然后移动延伸杆重复进行下一次 测试。 5.1.5 采取橡胶皮套局部注水耦合方式进行测试时，测试过程应符合以下要求： a） 测试前应对橡胶皮套进行加压注水试验，以保证皮套内的水压稳定且无气泡； b） 测试前应在与钻孔等直径圆管中进行加压注水调试，以保证橡胶皮套膨胀后紧贴孔壁； c） 测试时应按调试参数对橡胶皮套进行加压注水，待波形 信号稳定后再进行读数记录，然后
9、将 皮套注水放出后再移动延伸杆重复进行下一次测试。 5.1.6 测试过程中延伸杆每次移动距离宜为 10 cm 或 20 cm， 在出现波速突变的位置，应适当加密 。 5.2 一发一收跨孔声波测试法 5.2.1 两测试钻孔应尽保持平行，钻孔间距宜在 50 cm 150 cm 范围。 YS/T 3037 2020 3 5.2.2 延伸杆之间应可靠连接，总长度应满足可将声波探头移动至测试孔底。 5.2.3 注水软管应与声波探头固定牢靠，探头在延伸杆辅助下应前后移动自由。 5.2.4 两个声波 探头每次移动距离应保持同步，并使探头始终处于同一深度。 5.2.5 采取钻孔满水耦合方式进行测试时，测试过程
10、还应符合以下要求： a） 测试 钻孔向上倾斜时应封堵孔口，测试人员应佩戴矿井淋水防护装备； b） 测试前孔内应注满水，待波形信号稳定后再进行读数记录，然后移动延伸杆重复进行下一次 测试。 5.2.6 采取橡胶皮套局部注水耦合方式进行测试时，测试过程还应符合以下要求： a） 测试前应对橡胶皮套进行加压注水试验，以保证 皮套内的水压稳定且无气泡； b） 测试前应在与钻孔等直径圆管中进行加压注水调试，以保证橡胶皮套膨胀后紧贴孔壁； c） 测试时应按调试参数对橡胶皮套进行加压注水，待波形信号稳定后再进行读数记录，然后将 皮套注水放出后再移动延伸杆重复进行下一次测试。 5.2.7 测试过程中延伸杆每次移
11、动距离宜为 10 cm 或 20 cm， 在出现波速突变的位置，应适当加密 。 6 围岩松弛范围计算 6.1 一发双收单孔声波测试法 6.1.1 纵波波速计算 一发双收单孔声波测试法纵波波速计算应采用式（ 1）： = = 12 . （ 1） 式中： Vp 测点处的 纵波 波速，单位为米每秒 （ m/s） ； d 仪器默认的 两接收 探头 之间的距离， 单位为米（ m） ； t 尾部接收探头与 中央 接收 探头收到首波信号的时间差， 单位为秒（ s） ； t1 中央 接收 探头收到首波信号的时间， 单位为秒（ s） ； t2 尾部接收 探头收到首波信号的时间， 单位为秒（ s） 。 6.1.2
12、测点深度计算 测点深度计算应采用式（ 2）： h=lm+2 . （ 2） 式中： h 测点深度，单位为米（ m） ； l 测试延伸杆的总长度，单位为米（ m） ； m 钻孔外延伸杆的长度，单位为米（ m） ； d 仪器默认的 两接收 探头 之间的距离， 单位为米（ m） 。 6.1.3 围岩松弛范围确定 6.1.3.1 根据 6.1.1 和 6.1.2 计算获得的纵波波速和测点深度完成绘制 V-h 关系曲线，并将曲线明显 转折点对应的测点深度作为该钻孔位置的围岩松弛分界点。 6.1.3.2 若 曲线转折点不明显 ， 则将纵波波速 Vi满足式 （ 3）要求的转折点作为该钻孔位置的围岩松 YS/T
13、 3037 2020 4 弛分界点。 +1 = max1(2 1， ,+1 ， , 1) . （ 3） 式中： V1 距离测试钻孔孔口最近的第 1 个测点处的 纵波 波速，单位为米每秒（ m/s） ； V2 距离测试钻孔孔口最近的第 2 个测点处的 纵波 波速，单位为米每秒（ m/s） ； Vi 曲线明显转折点测点处的 纵波 波速，单位为米每秒（ m/s） ； Vi+1 曲线明显转折点下一测点处的 纵波 波速，单位为米每秒（ m/s） ； Vn 最大深度测点处的 纵波 波速，单位为米每秒（ m/s） ； Vn-1 最大深度测点前一测点处的 纵波 波速，单位为米每秒（ m/s） 。 6.1.3.
14、3 将小于围岩松弛分界点的测量段作为该钻孔位置的围岩松弛范围。 6.2 一发一收跨孔声波测试法 6.2.1 纵波波速计算 一发一收跨孔声波测试法纵波波速计算应采用式（ 4）： = . （ 4） 式中： Vp 测点处的纵波波速，单位为米每秒（ m/s） ； D 两平行钻孔之间的距离， 单位为米（ m） ； T 接收探头收到首波信号的时间 ， 单位为秒（ s） 。 6.2.2 测点深度计算 测点深度计算应采用式（ 5） ： = + . （ 5） 式中： h 测点深度，单位为米（ m） ； l 测试延伸杆的总长度，单位为米（ m） ； m 钻孔外延伸杆的长度，单位为米（ m） ； n 探头的总长度，
15、 单位为米（ m） 。 6.2.3 围岩松弛范围计算 6.2.3.1 根据 6.2.1 和 6.2.2 计算获得的纵波波速和测点深度完成绘制 V-h 关系曲线，并将曲线明显 转折点对应的测点深度作为该钻孔位置的围岩松弛分界点。 6.2.3.2 若 曲线转折点不明显 ， 则将纵波波速 Vi满足式 （ 3）要求的转折点作为该钻孔位置的围岩松 弛分界点。 6.2.3.3 将小于围岩松弛分界点的测量段作为该钻孔位置的围岩松弛范围。 YS/T 3037 2020 5 附录 A （规范性附录） 围岩松弛声波测定 记录表 围岩松弛声波测定记录表，见表 A.1。 表 A.1 围岩松弛声波测定 记录表 表单编号： 记录人： 日期： 工程名称 测试地点 断面编号 钻孔深度 /m 钻孔方位 地质特征 描述 测试方法 探头之间的 距离 /m 序号 测点深度 /m 时差（声 时） /s 纵波波速 m/s 围岩松弛范 围 /m 备注 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
