[發(fā)明專利]一種裂隙巖體智能注漿測(cè)控系統(tǒng)及實(shí)施方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811093419.0
• 申請(qǐng)日: 2018-09-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108919348B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李連崇;牟文強(qiáng);程關(guān)文;楊天鴻;朱萬(wàn)成;姚魯建;劉洪磊;張鵬海
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號(hào): G01V1/28
• 分類號(hào): G01V1/28;G01V1/30;E21B33/13
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 陳玲玉;梅洪玉

本發(fā)明公開(kāi)了一種裂隙巖體智能注漿測(cè)控系統(tǒng)及實(shí)施方法，該系統(tǒng)包括微震檢波器、數(shù)據(jù)分站、地下監(jiān)測(cè)主機(jī)、服務(wù)器、注漿泵、智控閥、注漿控制端；實(shí)施方法是通過(guò)微震監(jiān)測(cè)技術(shù)監(jiān)控漿液擴(kuò)散中的實(shí)時(shí)信號(hào)源并及時(shí)進(jìn)行定位處理，驗(yàn)證后獲得漿液的實(shí)際有效擴(kuò)散范圍，與所需的注漿擴(kuò)散半徑進(jìn)行比較得到評(píng)估參數(shù)，計(jì)算評(píng)估參數(shù)與服務(wù)器終端所設(shè)定閾值之間的差值，基于設(shè)定的擴(kuò)散計(jì)算反程序反饋到注漿控制端，動(dòng)態(tài)調(diào)整注漿參數(shù)，基于智控閥作用實(shí)現(xiàn)對(duì)注漿系統(tǒng)的準(zhǔn)確控制，實(shí)時(shí)進(jìn)行智能化增減壓注漿、增減流量注漿或者停止注漿。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)注漿參數(shù)的動(dòng)態(tài)智能化調(diào)整，準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)漿液的有效擴(kuò)散范圍，減少漿材浪費(fèi)，降低成本，保證注漿工程的安全高效性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于巖體注漿技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種注漿工程中基于注漿擴(kuò)散實(shí)際條件，智能控制、動(dòng)態(tài)調(diào)整注漿參數(shù)的測(cè)控系統(tǒng)及實(shí)施方法，尤其涉及一種裂隙巖體智能注漿測(cè)控系統(tǒng)及實(shí)施方法。

背景技術(shù)

在各項(xiàng)土木工程建設(shè)中，經(jīng)常會(huì)遇到破碎帶、松散帶、軟弱底層、突水層等施工困難層，而注漿技術(shù)作為一種解決采礦工程、隧道工程、地基工程、水利工程等領(lǐng)域的突水及失穩(wěn)破壞問(wèn)題的方法，得到廣泛應(yīng)用。但是當(dāng)前超長(zhǎng)寬隧道、海底隧道等在我國(guó)建設(shè)中的比重越來(lái)越大，對(duì)注漿技術(shù)和理論也提出了更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

由于工程巖體的復(fù)雜性、隱蔽性，當(dāng)前廣大研究人員針對(duì)注漿理論、注漿效果分析等進(jìn)行了廣泛的研究，但是理論研究與工程應(yīng)用的關(guān)系仍處于初級(jí)階段，尤其是對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)注漿系統(tǒng)的實(shí)施工藝，當(dāng)前缺乏對(duì)實(shí)際注漿工程中漿液擴(kuò)散范圍的準(zhǔn)確識(shí)別，缺乏依據(jù)實(shí)際擴(kuò)散問(wèn)題對(duì)注漿參數(shù)做出的動(dòng)態(tài)調(diào)整。

發(fā)明內(nèi)容

為解決以上現(xiàn)有相關(guān)技術(shù)中存在的問(wèn)題，提出了一種裂隙巖體智能注漿測(cè)控系統(tǒng)及實(shí)施方法，提供一種基于實(shí)際工程裂隙漿液擴(kuò)散范圍的智能化注漿技術(shù)的測(cè)控系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)注漿參數(shù)的準(zhǔn)確調(diào)節(jié)，更好的完成注漿作業(yè)。

本發(fā)明采取的具體技術(shù)方案如下：

一種裂隙巖體智能注漿測(cè)控系統(tǒng)，包括微震檢波器、數(shù)據(jù)分站、地下監(jiān)測(cè)主機(jī)、服務(wù)器、注漿泵、智控閥、注漿控制端；其中四個(gè)以上的微震檢波器以注漿孔為圓心圓周均勻布置于巖壁上，微震檢波器的投放深度與注漿孔的鉆孔深度一致，增強(qiáng)對(duì)微震點(diǎn)位置的精確定位，有利于實(shí)現(xiàn)對(duì)漿液擴(kuò)散的準(zhǔn)確標(biāo)定。微震檢波器分別通過(guò)信號(hào)線與地下的數(shù)據(jù)分站相連，數(shù)據(jù)分站、地下監(jiān)測(cè)主機(jī)、地上的服務(wù)器之間依次通過(guò)信號(hào)線相連，服務(wù)器通過(guò)信號(hào)線分別與智控閥和注漿控制端相連；注漿控制端通過(guò)信號(hào)線分別與智控閥和注漿泵相連；注漿泵通過(guò)注漿管與智控閥連接，智控閥通過(guò)注漿管與注漿孔連接；所述智控閥內(nèi)包括相互連接的智能控制器、壓力傳感器與流量監(jiān)測(cè)器。

所述的微震檢波器、數(shù)據(jù)分站、地下監(jiān)測(cè)主機(jī)、服務(wù)器組成微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，用于通過(guò)裂隙巖體中漿液擴(kuò)散時(shí)劈裂現(xiàn)象的能量釋放信號(hào)識(shí)別巖體內(nèi)漿液的有效擴(kuò)散路徑范圍。

所述的服務(wù)器還用于根據(jù)目標(biāo)漿液擴(kuò)散半徑、調(diào)節(jié)注漿參數(shù)，傳遞給注漿控制端；對(duì)參數(shù)的判定標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)程序化計(jì)算，并通過(guò)計(jì)算機(jī)傳遞和調(diào)節(jié)操控，減少人為失誤。

所述的智控閥、注漿泵、注漿控制端組成注漿系統(tǒng)，其中注漿泵和智控閥通過(guò)接收注漿控制端信號(hào)，準(zhǔn)確調(diào)整注漿壓力或者漿液流量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)注漿漿液擴(kuò)散的動(dòng)態(tài)調(diào)整和控制。

進(jìn)一步地，上述智控閥初始設(shè)定壓力與流量的允許浮動(dòng)范圍，浮動(dòng)調(diào)節(jié)注漿初期的壓力和流量。防止操作失誤造成注漿壓力不足或者超壓，防止流量不達(dá)標(biāo)或者流量超標(biāo)。

上述裂隙巖體智能注漿測(cè)控系統(tǒng)的實(shí)施方法，包括以下步驟：

步驟一，根據(jù)裂隙巖體注漿工程所處的地質(zhì)條件，按照設(shè)計(jì)工藝將注漿系統(tǒng)安裝到位滿足工程要求，利用注漿孔布置方式、排間距、巖體裂隙參數(shù)及注漿壓力、注漿流量，初步確定注漿漿液所預(yù)設(shè)的擴(kuò)散范圍R。

步驟二，注漿工程實(shí)施前布置微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：工程底層布置微震檢波器、數(shù)據(jù)分站、地下監(jiān)測(cè)主機(jī)，地面布置服務(wù)器，相互之間通過(guò)信號(hào)線連接。