[发明专利]一种基于炮孔钻进信息的隧道超前地质预报方法

权利要求书

1.一种基于炮孔钻进信息的隧道超前地质预报方法，包括：

在炮孔的钻进中，对钻进信息进行采集；

基于能量守恒原理，由采集到的：钻进速率v、钻进压力p、钻杆转速N三个参数计算出围岩可钻性指数K，建立典型围岩级别的可钻性指数标准数据库[K_i]；

通过计算出的可钻性指数与可钻性指数标准数据库[K_i]进行对比，预测判定出基本围岩级别；

结合岩渣成分、掌子面围岩情况，根据回水情况对掌子面前方围岩级别进行综合预报，得到隧道超前地质预报结果；

预报的结果将与隧道开挖后的确定的实际围岩级别进行对比、验证，对所采用的可钻性指数标准数据库[K_i]进行扩充，完成数据反馈和数据库修正。

2.根据权利要求1所述的一种基于炮孔钻进信息的隧道超前地质预报方法，其特征在于：所述的采集的钻进信息包括：钻进速率v、钻进压力p、钻杆转速N、岩渣、回水量及回水颜色。

3.根据权利要求1所述的一种基于炮孔钻进信息的隧道超前地质预报方法，其特征在于：所述的可钻性指数K根据能量守恒原理推导得到，且与钻进速率v、钻进压力p、钻杆转速N相关，可钻性指数K的计算公式是

4.根据权利要求1所述的一种基于炮孔钻进信息的隧道超前地质预报方法，其特征在于：所述的可钻性指数标准数据库[K_i]的建立包括下述步骤：

通过在i级围岩中进行n次炮孔钻进并获得钻进信息，由式计算得到可钻性指数K_i1'、K_i2'、K_i3'……K_in'，得到i级围岩的可钻性指数数据库[K_i]'，i=Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ，分别表示Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩；

对i级围岩的可钻性指数数据库[K_i]'内的数据K_i1'、K_i2'、K_i3'……K_in'，根据概率统计方法进行数据筛选，筛选后的数据作为钻性指数标准数据库[K_i]；

数据筛选步骤包括：

根据概率统计方法，i级围岩的可钻性指数数据库[K_i]'内的数据K_i1'、K_i2'、K_i3'……K_in′服从正态分布：

可钻性指数的均值为：

K‾i′=1nΣj=1nkij;---(8)]]>

标准差S_i′为：

Si′=1n-1Σj=1n(kij-K‾i′)2;---(9)]]>

可钻性指数均值的置信水平为1-α的置信区间为：

(K‾i′-Si′ntα/2(n-1),K‾i′+Si′ntα/2(n-1))---(10)]]>

式中：

α为分位点，α取值范围是0.01～0.40；

t_α/2(n-1)为t分布中，样本数为n时，t分布中α/2分位点对应的数值，通过查阅概率论手册中的t分布表来确定；

将符合：

Kij′∈(K‾i′-Si′ntα/2(n-1),K‾i′+Si′ntα/2(n-1)),j=1,2,3······n---(11)]]>

的数据纳入可钻性指标准数据库中，形成i级围岩的可钻性指标准数据库[K_i]；