[發明專利]一種基于微震監測的裂隙巖體劈裂注漿擴散范圍的識別方法

有效

• 申請號: 201811093560.0
• 申請日: 2018-09-19
• 公開（公告）號: CN109085645B
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發明（設計）人: 李連崇;牟文強;程關文;楊天鴻;朱萬成;姚魯建;劉洪磊;張鵬海
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28;G01V1/30
• 代理公司: 21200 大連理工大學專利中心
• 代理人: 陳玲玉;梅洪玉<國際申請>=<國際公布>

本發明屬于裂隙巖體注漿工程技術領域，公開了一種基于微震監測的裂隙巖體劈裂注漿擴散范圍的識別方法。注漿時，漿液隨注漿壓力加載在巖體裂隙內流動擴散，擴散應力作用于裂隙內壁使裂隙巖體產生損傷破壞，導致巖體產生能量釋放，尤其對于高壓劈裂注漿，能量釋放密集、微震事件明顯，利用微震監測系統捕捉、識別能量釋放點并結合試驗取樣判定優劣事件，實現對漿液擴散與影響范圍的實時標定，利于注漿作業的實施。本發明能夠實現對注漿工程中漿液擴散及其影響范圍的確定，實現注漿技術在廣泛領域的安全、高效、低成本化應用。

技術領域

本發明屬于裂隙巖體注漿工程技術領域，漿液在裂隙內實現劈裂注漿過程中，識別漿液流動擴散路徑、劈裂擴散范圍的方法，尤其涉及一種基于微震監測的裂隙巖體劈裂注漿擴散范圍的識別方法。

背景技術

地質工程中由于裂隙的存在，改變了原有巖體各類性質包括滲透性、抗壓強度、抗剪強度、抗拉強度，而增強裂隙巖體強度、降低巖體滲透性能采用的基本方法就是利用具有一定粘度、流動性、固化性能的漿液注入至裂隙巖體中，即注漿技術，且由于巖體中裂隙網絡的非貫通性，低壓條件下漿液入滲效果較差，注漿的封堵、加固作用不能滿足生產需求，需要利用高注漿壓力實現漿液在非貫通裂隙間的劈裂貫通流動，從而擴大漿液影響范圍。

擴散半徑作為評價注漿效果的主控因素，及時把握漿液的擴散范圍是極為重要的。但裂隙巖體深埋于地層中，且裂隙網絡是復雜的，注漿漿液在巖體裂隙內的流動擴散是極其隱蔽的，漿液的擴散流動可直觀觀測難度極大。當前在實際現場工程中，缺乏監測識別漿液在裂隙巖體中的擴散流動方法，缺乏對漿液擴散形狀大小及影響范圍的直觀顯示方法。

發明內容

針對目前裂隙巖體注漿工程所存在的問題，對監控裂隙巖體內漿液流動路徑及擴散范圍提出了解決辦法，提出了一種基于微震監測的裂隙巖體劈裂注漿擴散范圍的識別方法，其目的是提供一種能夠捕捉現場工程中漿液擴散特征的技術，尤其是針對現在廣泛應用的劈裂注漿這一技術前提，掌握漿液擴散過程中的巖體劈裂損傷、漿液的“填充”機理，進一步掌控壓力注漿所帶來的劈裂“正負”影響規律，指導注漿技術在各個領域內的廣泛應用，同時能夠借助這個方法，為以后實現對現場注漿的智能化測控做好準確地分析基礎。

為實現上述目的，本發明所采取的具體技術方案如下：

一種基于微震監測的裂隙巖體劈裂注漿擴散范圍的識別方法，包括如下步驟：

步驟1，根據注漿孔的布置方式、排間距、巖體裂隙參數及其注漿壓力，初步確定注漿漿液預設擴散范圍。

步驟2，在注漿工程實施之前，在工程中裂隙巖體內，步驟1注漿漿液預設擴散范圍中，布置微震監測系統：包括布設微震檢波器和布設數據傳輸線路。

布置微震檢波器：在漿液預設擴散范圍的監測區，四個以上的微震檢波器，以注漿孔為圓心圓周均勻布置，圓周半徑與步驟1預設的漿液擴散范圍半徑一致，增強對微震點位置的精確定位；微震檢波器布置于裂隙巖體內，緊貼巖壁；微震檢波器的投放深度與注漿孔的鉆孔深度一致。

布設數據傳輸線路：在工程實施空間范圍內，鋪設屏蔽通信電纜，地下的微震檢波器、地下的數據分站、地下監測主機與地面處理終端之間通過電纜線路連接，將地下獲得的實時數據傳輸至地面處理終端；在正式測量前通過主動敲擊方式獲得微震檢波器與各數據分站之間的對應關系。

步驟3，注漿開始后，隨漿液擴散，地面處理終端實時收到能量波形數據，并對其進行濾波處理，確定微震事件參數包括：微震事件的數目、每個微震事件的空間定位、每個微震事件的震源參數、每個微震事件發生的時間。