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申请/专利权人：神华神东煤炭集团有限责任公司;中国矿业大学(北京)

摘要：本发明公开一种基于岩芯Kaiser效应的地应力测试方法，包括：在母岩上沿母岩的岩芯轴向、以及沿垂直于母岩岩芯轴向的多个方向钻取多个岩芯试样；对每个岩芯试样进行声发射测试，通过岩芯试样的声发射计数、声发射计数累计、和或声发射计数速率增量确定岩芯试样上的Kaiser效应点，并确定岩芯试样上的Kaiser效应点的应力；基于所述岩芯试样上的Kaiser效应点的应力，确定母岩的最大水平主应力、最小水平主应力、以及最大水平主应力与标志线的夹角；确定所述最大水平主应力相对于地理北极的方位角。本发明准确有效，提高煤系地层三向主应力大小和方向测试的精度，为矿区开发和巷道布置提供基础的参考数据。

主权项：1.一种基于岩芯Kaiser效应的地应力测试方法，其特征在于，包括：在母岩上沿母岩的岩芯轴向、以及沿垂直于母岩岩芯轴向的多个方向钻取多个岩芯试样；对每个岩芯试样进行声发射测试，通过岩芯试样的声发射计数、声发射计数累计、和或声发射计数速率增量确定岩芯试样上的Kaiser效应点，并确定岩芯试样上的Kaiser效应点的应力；基于所述岩芯试样上的Kaiser效应点的应力，确定母岩的最大水平主应力、最小水平主应力、以及最大水平主应力与标志线的夹角，所述标志线为沿母岩表面预先设定的平行于母岩轴线的直线；确定所述标志线与地理北极的方位角，基于所述标志线与地理北极的方位角，确定所述最大水平主应力相对于地理北极的方位角；所述对每个岩芯试样进行声发射测试，通过岩芯试样的声发射计数、声发射计数累计、和或声发射计数速率增量确定岩芯试样上的Kaiser效应点，并确定岩芯试样上的Kaiser效应点的应力，具体包括：对每个岩芯试样进行连续多个循环的单轴加载试验，并通过声发射监测系统，获取每次单轴加载试验中的声发射计数；确定声发射计数与时间关系曲线、以及应力与时间关系曲线；基于声发射计数与时间关系，确定声发射计数速率增量与时间关系曲线、以及声发射累计计数与时间关系曲线；从所述声发射计数与时间关系曲线、所述声发射计数速率增量与时间关系曲线、以及所述声发射累计计数与时间关系曲线中，确定声发射计数与声发射计数速率增量的共同激增点作为Kaiser效应点；从岩芯试样的应力与时间曲线上确定Kaiser效应点所对应的应力作为岩芯试样上的Kaiser效应点的应力；所述对每个岩芯试样进行声发射测试，通过岩芯试样的声发射计数、声发射计数累计、和或声发射计数速率增量确定岩芯试样上的Kaiser效应点，并确定岩芯试样上的Kaiser效应点的应力，具体还包括：在Kaiser效应点的表征指标超出预设范围时，则：在岩芯试样的岩石弹性变形阶段找出声发射计数激增区间；计算声发射计数时间序列的关联分形维数，并绘制分维与时间曲线，确定岩石弹性变形阶段的降维范围，从所述降维范围确定分维突降点；基于岩石弹性变形阶段声发射计数激增点和分维突降点，确定以分维突降点为基准预设范围内的声发射计数激增点，作为岩芯试样上的Kaiser效应点，岩石弹性变形阶段为应力与时间关系曲线中的线性增长阶段；从岩芯试样的应力与时间曲线上确定Kaiser效应点所对应的应力作为岩芯试样上的Kaiser效应点的应力。

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