CN108051497B - 一种用于岩体裂隙分布检测的三维磁场扫描系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于岩体裂隙分布检测的三维磁场扫描系统，包括用于对岩体的裂隙进行注浆的注浆装置、用于对注浆后的岩体进行磁场扫描的三维磁场扫描装置和用于控制三维磁场扫描装置运动的控制装置。本发明还公开了一种用于岩体裂隙分布检测的三维磁场扫描方法，包括以下步骤：步骤一、配制浆液；步骤二、对岩体进行注浆和三维磁场扫描；步骤三、结果分析。本发明采用含不同磁石粉质量分数的浆液对岩体进行多次重复注浆，满足岩体内部不同大小、不同方向和不同孔隙的裂隙，通过磁感应探头对岩体进行磁场扫描，得到岩体中的磁场强度和磁场方向信息，从而得到岩体的裂隙分布，适用于工程现场，使用操作方便。

Description

一种用于岩体裂隙分布检测的三维磁场扫描系统及方法

技术领域

本发明属于岩土工程技术领域，具体涉及一种用于岩体裂隙分布检测的三维磁场扫描系统及方法。

背景技术

岩石是一种复杂的天然材料，其内部富含各种随机分布的微裂隙、节理等各种损伤，它表现出非连续性、非均质性和各向异性等。岩体是由岩石组成的不连续介质，裂隙大量存在于天然岩体中。在面对复杂的实际工程中如地质、矿业以及一些地下工程中，常常因为岩石内部的缺陷使利用理想化模型计算出的岩石损伤与实际相差甚远。岩体的结构面、缝隙、裂隙将工程岩体切割，使得工程岩体整体性降低，工程稳定性也随之降低，对工程稳定及安全具有重要影响。对岩体裂隙进行准确探测对于工程设计、施工、运营及安全运行具有重要意义。因此，岩体内部裂隙分布的精准探测一直是工程中的重大难题之一。CT扫描方法作为一种行之有效的技术已经在岩体裂隙探测中进行了应用，但其成本太高，难以实现工程现场应用。

磁性材料，是古老而用途十分广泛的功能材料，而物质的磁性早在3000年以前就被人们所认识和应用，现代磁性材料已经广泛的用在我们的生活之中，磁性材料与信息化、自动化、机电一体化、国防、国民经济的方方面面紧密相关。磁性材料是指由过度元素铁、钴、镍及其合金等能够直接或间接产生磁性的物质。磁法勘探是物探方法中最古老的一种，20世纪80年代开始，高精度磁性检测应用于油气勘探、煤田勘探、工程勘探、军事等，发展成熟。

在岩矿物中﹐只有磁铁矿﹑钛磁铁矿﹑磁黄铁矿和磁赤铁矿等少数矿物具有强磁性，大多数岩矿物本身不具有磁性，因此﹐通过对岩矿物的裂隙注入磁性材料，来进行岩体裂隙探测，具有可行性，但是目前还没有形成一套完整的实验系统，因此需建立一套基于磁性检测的岩体裂隙探测系统，完善和扩充岩体裂隙的扩展规律，为工程注浆等方面提供可靠依据，提高注浆精度，减少消耗，保证实际工程的安全生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种用于岩体裂隙分布检测的三维磁场扫描系统，其结构简单、设计合理，采用含不同磁石粉质量分数的浆液对岩体进行多次重复注浆，满足岩体内部不同大小、不同方向和不同孔隙的裂隙，通过磁感应探头对岩体进行磁场扫描，得到岩体中的磁场强度和磁场方向信息，从而得到岩体的裂隙分布，适用于工程现场，使用操作方便。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于岩体裂隙分布检测的三维磁场扫描系统，其特征在于：包括用于对岩体的裂隙进行注浆的注浆装置、用于对注浆后的岩体进行磁场扫描的三维磁场扫描装置和用于控制三维磁场扫描装置运动的控制装置，所述注浆装置包括注浆泵和多个分别储存有不同质量分数磁石粉的浆液的储浆瓶，所述储浆瓶和注浆泵通过连接管连接，所述注浆泵通过注浆管与岩体上的注浆孔连接，所述三维磁场扫描装置包括磁感应探头以及用于实现磁感应探头在X方向、Y方向和Z方向上移动的移动单元。

上述的一种用于岩体裂隙分布检测的三维磁场扫描系统，其特征在于：所述移动单元包括X方向滑轨、Y方向滑轨、Z方向滑轨和用于安装所述X方向滑轨的滑轨平台，所述X方向滑轨上滑动设置有X方向滑块，所述X方向滑块与Y方向滑轨固定连接，所述Y方向滑轨上滑动设置有Y方向滑块，所述Y方向滑块与Z方向滑轨固定连接，所述Z方向滑轨上滑动设置有Z方向滑块，所述Z方向滑块固定连接有连接杆，所述磁感应探头与连接杆转动连接。

上述的一种用于岩体裂隙分布检测的三维磁场扫描系统，其特征在于：所述控制装置包括控制器、上位机和用于实现所述控制器与上位机通信连接的第一通信模块，所述控制器接有存储器，所述控制器的输入端接有参数输入模块、用于检测X方向滑块位移的X位移传感器、用于检测Y方向滑块位移的Y位移传感器、用于检测Z方向滑块位移的Z位移传感器和用于检测注浆流量的流量传感器，所述控制器的输出端接有X滑块驱动器、Y滑块驱动器、Z滑块驱动器、探头驱动器和流量阀，所述X滑块驱动器接有X滑块驱动电机，Y滑块驱动器接有Y滑块驱动电机，Z滑块驱动器接有Z滑块驱动电机，探头驱动器接有探头驱动电机，所述磁感应探头与所述控制器的输入端相接，所述流量阀安装在注浆泵的出口管道上。

上述的一种用于岩体裂隙分布检测的三维磁场扫描系统，其特征在于：还包括注浆挡板和用于放置所述岩体的岩体平台，所述注浆挡板包括与所述岩体平台可拆卸连接的侧板和与所述侧板可拆卸连接的顶板，所述顶板上开设有供所述注浆管穿过的通孔。

上述的一种用于岩体裂隙分布检测的三维磁场扫描系统，其特征在于：所述岩体平台上开设有供所述侧板安装的卡槽。

上述的一种岩体裂隙分布检测用三维磁场成像系统，其特征在于：所述岩体平台的底端设置有行走轮。

上述的一种用于岩体裂隙分布检测的三维磁场扫描系统，其特征在于：所述注浆挡板为透明挡板。

本发明还提供了一种用于岩体裂隙分布检测的三维磁场扫描方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、配制浆液：配制含不同质量分数磁石粉的浆液：将不同质量配比的磁石粉、水泥和水混合制成含不同质量分数磁石粉的浆液，将含不同质量分数的磁石粉的浆液分别储存在储浆瓶中；

步骤二、对岩体进行注浆和三维磁场扫描：

步骤201、采用步骤一中储存在储浆瓶中的浆液对岩体上的裂隙进行注浆，注浆完成后静置24h～72h，再采用磁感应探头对岩体上的裂隙进行三维磁场扫描，得到岩体的磁场强度和磁场方向信息；

步骤202、重复步骤201对岩体进行多次注浆和三维磁场扫描，相邻两次注浆中后一次注浆采用的浆液中的磁石粉的质量分数大于前一次注浆采用的浆液中的磁石粉的质量分数，当相邻两次三维磁场扫描得到的岩体的磁场强度相等时，结束注浆和三维磁场扫描；

步骤三、结果分析：对步骤二中每次得到的岩体的磁场强度和磁场方向信息进行分析，得到岩体的裂隙分布情况。

上述的方法，其特征在于：步骤二中，磁感应探头每次对岩体进行三维磁场扫描的扫描路径均相同。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明的结构简单，设计合理，实现及使用操作方便。

2、本发明在储浆瓶内的浆液中加入磁石粉，通过注浆孔对岩体注入含有磁石粉的浆液，以含有磁石粉的浆液填补岩体内部的裂隙，通过磁感应探头对岩体进行磁场扫描，得到磁场强度和磁场方向信息，从磁场强度和磁场方向信息分析得到岩体的裂隙分布情况，以磁性检测代替现有的CT扫描，降低了检测成本，适用于工程现场。

3、本发明采用含不同磁石粉质量分数的浆液对岩体进行多次重复注浆，相邻两次注浆中后一次注浆采用的浆液中的磁石粉的质量分数大于前一次注浆采用的浆液中的磁石粉的质量分数，避免空隙小的裂隙被较大磁石粉质量分数的浆液堵塞，从而适应不同尺寸和不同材质的岩体，满足岩体内部大小、方向、孔隙不同的裂隙，适应性好。

综上所述，本发明结构简单、设计合理，采用含不同磁石粉质量分数的浆液对岩体进行多次重复注浆，满足岩体内部不同大小、不同方向和不同孔隙的裂隙，通过磁感应探头对岩体进行磁场扫描，得到岩体中的磁场强度和磁场方向信息，从而得到岩体的裂隙分布，适用于工程现场，使用操作方便。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明注浆装置的结构示意图。

图2为本发明三维磁场扫描装置的结构示意图。

图3为本发明控制装置的电路原理框图。

图4为本发明的方法流程图。

附图标记说明:

1—岩体平台； 2—行走轮； 3-1—侧板；

3-2—顶板； 4—通孔； 5—注浆管；

6—储浆瓶； 7—岩体； 8—注浆孔；

9—卡槽； 10—滑轨平台； 11—X方向滑轨；

12—X方向滑块； 13—Y方向滑轨； 14—Y方向滑块；

15—Z方向滑轨； 16—Z方向滑块； 17—连接杆；

18—存储器； 19—磁感应探头； 20—控制器；

21—参数输入模块； 22—第一通信模块； 23—上位机；

24—X滑块驱动器； 25—X滑块驱动电机； 26—Y滑块驱动器；

27—Y滑块驱动电机； 28—Z滑块驱动器； 29—Z滑块驱动电机；

30—X位移传感器； 31—Y位移传感器； 32—Z位移传感器；

33—注浆泵； 34—连接管； 35—探头驱动器；

36—探头驱动电机； 37—流量传感器； 38—流量阀。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明的一种用于岩体裂隙分布检测的三维磁场扫描系统，包括用于对岩体7的裂隙进行注浆的注浆装置、用于对注浆后的岩体7进行磁场扫描的三维磁场扫描装置和用于控制三维磁场扫描装置运动的控制装置，所述注浆装置包括注浆泵33和多个分别储存有不同质量分数磁石粉的浆液的储浆瓶6，所述储浆瓶6和注浆泵33通过连接管34连接，所述注浆泵33通过注浆管5与岩体7上的注浆孔8连接，所述三维磁场扫描装置包括磁感应探头19以及用于实现磁感应探头19在X方向、Y方向和Z方向上移动的移动单元。

实际使用时，在储浆瓶6内的浆液中加入磁石粉，通过注浆孔5将含有磁石粉的浆液注入到岩体7中的裂隙，含有磁石粉的浆液流过岩体7中的裂隙，岩体7中的裂隙上就会粘附磁石粉，因此粘附于岩体7中的裂隙上的磁石粉的磁场强度和磁场方向信息与岩体7中的裂隙的空间分布状态呈相关关系。移动单元带动磁感应探头19在X方向、Y方向和Z方向上移动，磁感应探头19对粘附于岩体7中的裂隙上的磁石粉进行磁场强度和磁场方向信息的检测，工作人员根据岩体7中不同位置处的磁场强度和磁场方向信息分析得到岩体7的裂隙分布情况。以磁性检测代替现有的CT扫描，提高了扫描数据的准确性和全面性，降低了检测成本，适用于工程现场。

需要说明的是，由于岩体7的裂隙具有不同的状态，岩体7的裂隙的大小、方向和孔隙均不尽相同，含有不同质量分数磁石粉的浆液对裂隙的填充能力不同，因此在检测过程中，需要更换含有不同质量分数磁石粉的浆液对岩体7的裂隙进行多次注浆，适应不同尺寸和不同材质的岩体7，适应岩体7中大小、方向和孔隙均不同的裂隙，达到对岩体7中所有的裂隙进行磁石粉填充的目的，避免较小的裂隙被含有较大质量分数的磁石粉的浆液堵塞，导致较小的裂隙不能被磁石粉填充，从而使得三维磁场扫描结果不准确，影响裂隙分布检测。

如图2所示，本实施例中，所述移动单元包括X方向滑轨11、Y方向滑轨13、Z方向滑轨15和用于安装所述X方向滑轨11的滑轨平台10，所述X方向滑轨11上滑动设置有X方向滑块12，所述X方向滑块12与Y方向滑轨13固定连接，所述Y方向滑轨13上滑动设置有Y方向滑块14，所述Y方向滑块14与Z方向滑轨15固定连接，所述Z方向滑轨15上滑动设置有Z方向滑块16，所述Z方向滑块16固定连接有连接杆17，所述磁感应探头19与连接杆17转动连接。

实际使用时，磁感应探头19与连接杆17转动连接，针对岩体7的检测面的不同，转动磁感应探头19，使得磁感应探头19正对岩体7的检测面。Z方向滑块16与连接杆17固定连接，因此通过Z方向滑块16在Z方向滑轨15上的位移，可带动磁感应探头19在Z方向上的移动；Z方向滑轨15与Y方向滑块14固定连接，通过Y方向滑块14在Y方向滑轨13上的位移，可带动磁感应探头19在Y方向上的移动；Y方向滑轨13与X方向滑块12固定连接，通过X方向滑块12在X方向滑轨11上的位移，可带动磁感应探头19在X方向上的移动，从而实现了磁感应探头19在X、Y和Z方向上的移动，使得磁感应探头19可分别扫描得到岩体7的各个检测面的三维磁场信息，扫描全面，提高了扫描数据的准确性和全面性。

需要说明的是，需要说明的是，岩体7的检测面位于磁感应探头19的正下方，为了避免放置岩体7时，损坏磁感应探头19，因此在放置岩体7前，磁感应探头19处于较高位置，放置岩体7以后，磁感应探头19沿Z方向滑轨15下降到距离岩体7的检测面5mm～15mm的位置处。对岩体7的每一个检测面进行三维磁场扫描时均采用Z形扫描，每扫描完成一个检测面，工作人员手动转动岩体7，使得岩体7的另一个检测面正对磁感应探头19。

如图3所示，本实施例中，所述控制装置包括控制器20、上位机23和用于实现所述控制器20与上位机23通信连接的第一通信模块22，所述控制器20接有存储器18，所述控制器20的输入端接有参数输入模块21、用于检测X方向滑块12位移的X位移传感器30、用于检测Y方向滑块14位移的Y位移传感器31、用于检测Z方向滑块16位移的Z位移传感器32和用于检测注浆流量的流量传感器37，所述控制器20的输出端接有X滑块驱动器24、Y滑块驱动器26、Z滑块驱动器28、探头驱动器35和流量阀38，所述X滑块驱动器24接有X滑块驱动电机25，Y滑块驱动器26接有Y滑块驱动电机27，Z滑块驱动器28接有Z滑块驱动电机29，探头驱动器35接有探头驱动电机36，所述磁感应探头19与所述控制器20的输入端相接，所述流量阀38安装在注浆泵33的出口管道上。

实际使用时，工作人员通过参数输入模块21输入X方向滑块12的位移设定值、Y方向滑块14的位移设定值和Z方向滑块16的位移设定值。X滑块驱动电机25驱动X方向滑块12沿X方向滑轨11移动，X位移传感器30检测X方向滑块12的位移并将X方向滑块12的位移检测值传输给控制器20，控制器20对X位移传感器30检测得到的X方向滑块12的位移检测值和X方向滑块12的位移设定值进行比较，当X位移传感器30检测得到的X方向滑块12的位移检测值和X方向滑块12的位移设定值相等时，即认为X方向滑块12已经带动磁感应探头19到达指定位置，X滑块驱动电机25停止工作；Y滑块驱动电机27驱动Y方向滑块14沿Y方向滑轨13移动，Y位移传感器31检测Y方向滑块14的位移并将Y方向滑块14的位移检测值传输给控制器20，控制器20对Y位移传感器31检测得到的Y方向滑块14的位移检测值和Y方向滑块14的位移设定值进行比较，当Y位移传感器31检测得到的Y方向滑块14的位移检测值和Y方向滑块14的位移设定值相等时，即认为Y方向滑块14已经带动磁感应探头19到达指定位置，Y滑块驱动电机27停止工作；Z滑块驱动电机29驱动Z方向滑块16沿Z方向滑轨15移动，Z位移传感器32检测Z方向滑块16的位移并将Z方向滑块16的位移检测值传输给控制器20，控制器20对Z位移传感器32检测得到的Z方向滑块16的位移检测值和Z方向滑块16的位移设定值进行比较，当Z位移传感器32检测得到的Z方向滑块16的位移检测值和Z方向滑块16的位移设定值相等时，即认为Z方向滑块16已经带动磁感应探头19到达指定位置，Z滑块驱动电机29停止工作。采用控制装置对三维磁场扫描装置中的X方向滑块12、Y方向滑块14和Z方向滑块16的位移进行自动控制，实现对三维磁场扫描装置的自动运行的控制，与现有人工操作技术在扫描效率和配准精度上有显著提高。通过探头驱动电机36带动磁感应探头19的转动，使得磁感应探头19正对岩体7的检测面，实现了对磁感应探头19转动的自动控制。

采用控制装置对注浆过程中的注浆流量进行自动控制，工作人员通过参数输入模块21输入注浆泵33的注浆预设值，流量传感器37实时检测注浆泵33的注浆流量值并将注浆泵33的注浆流量值传输给控制器20，控制器20对流量传感器37检测得到的注浆泵33的注浆流量值和注浆泵33的注浆预设值进行比较，当流量传感器37检测得到的注浆泵33的注浆流量值和注浆泵33的注浆预设值相等时，控制器20发出控制命令给流量阀38，流量阀38关闭，注浆结束，实现了注浆过程的自动化控制，减少了工作人员的劳动强度和时间投入。

实际使用时，控制器20通过第一通信模块22可将控制器20接收到的三维磁场扫描结果发送给上位机23，上位机23通过第一通信模块22可将控制命令发送给控制器20，方便控制和监测，适用于不同的现场工程环境，使用效果好。

如图1所示，本实施例中，还包括注浆挡板和用于放置所述岩体7的岩体平台1，所述注浆挡板包括与所述岩体平台1可拆卸连接的侧板3-1和与所述侧板3-1可拆卸连接的顶板3-2，所述顶板3-2上开设有供所述注浆管5穿过的通孔4。

实际使用时，侧板3-1的数量为4个，4个侧板3-1、顶板3-2和岩体平台1形成一个可以容纳岩体7的立方体。在将储浆瓶6内的浆液通过注浆泵33注入到注浆孔8的过程中，浆液得到注浆泵33的机械能，浆液的液体能量增加，容易在注浆过程中产生浆液飞溅的现象，因此在岩体平台1上设置注浆挡板，通过注浆挡板拦截飞溅的浆液，防止浆液四处飞溅破坏实验室或工程现场的环境，使用效果好。

如图1所示，本实施例中，所述岩体平台1上开设有供所述侧板3-1安装的卡槽9。实际使用时，当需要进行注浆时，将侧板3-1与卡槽9卡合，从而将侧板3-1方便、快速、稳定地连接在岩体平台1上，当注浆结束后，从侧板3-1从卡槽9上卸下，增加岩体7的通风量，提高注浆后的岩体7的晾干速率，卡合的方式易于拆卸，使用方便。

如图1所示，本实施例中，所述岩体平台1的底端设置有行走轮2。实际使用时，由于岩体7在注浆过程中和在三维磁场扫描过程中，需要用到的设备不同，所处的场合和环境也不同，需要不断移动岩体7的位置，使岩体7方便快速的到达不同的设备使用位置，因此在岩体平台1的底端设置行走轮2，方便放置在岩体平台1上的岩体7移动。

本实施例中，所述注浆挡板为透明挡板。实际使用时，由于注浆挡板为透明挡板，因此在注浆过程中，可通过透明挡板观察岩体7的注浆状态，避免注浆过程中的意外发生。

如图4所示的一种用于岩体裂隙分布检测的三维磁场扫描方法，包括以下步骤：

步骤一、配制浆液：配制含不同质量分数磁石粉的浆液：将不同质量配比的磁石粉、水泥和水混合制成含不同质量分数磁石粉的浆液，将含不同质量分数的磁石粉的浆液分别储存在储浆瓶6中。

需要说明的是，磁石粉是磁石的粉末，磁石也叫吸铁石，具有强磁性，磁石粉是自然界中最常见的可检测的磁性物质，通过检测填充在岩体7中的裂隙的磁石粉的磁场强度和磁场方向信息，可准确检测出岩体7中的裂隙的分布状态。水泥的粘附性强，适用于将磁石粉吸附在填充岩体7的裂缝上，使用效果好。

步骤二、对岩体进行注浆和三维磁场扫描：

步骤201、采用步骤一中储存在储浆瓶6中的浆液对岩体7中的裂隙进行注浆，注浆完成后静置24h～72h，再采用磁感应探头19对岩体7上的裂隙进行三维磁场扫描，得到岩体7的磁场强度和磁场方向信息；

步骤202、重复步骤201对岩体7进行多次注浆和三维磁场扫描，相邻两次注浆中后一次注浆采用的浆液中的磁石粉的质量分数大于前一次注浆采用的浆液中的磁石粉的质量分数，当相邻两次三维磁场扫描得到的岩体7的磁场强度相等时，结束注浆和三维磁场扫描。

实际使用时，由于岩体7的内部存在裂隙，因此将含有磁石粉的浆液注入到岩体7中，含有磁石粉的浆液流过岩体7中的裂隙，岩体7中的裂隙上就会粘附磁石粉，因此粘附于岩体7中的裂隙上的磁石粉的磁场强度和磁场方向信息与岩体7中的裂隙的空间分布状态呈相关关系。注浆以后，在浆液充分填充岩体7中的裂隙后需要等待岩体7中的裂隙上粘附的浆液晾干，使得岩体7中的裂隙上粘附的浆液不再流动时，再对粘附于岩体7中的裂隙上的磁石粉进行磁场强度和磁场方向信息的检测，因此注浆完毕后，需要将岩体7静置24h～72h。

需要说明的是，由于岩体7的裂隙具有不同的状态，受到裂隙的大小、方向和孔隙的影响，含有不同质量分数磁石粉的浆液对岩体7的裂隙的填充能力不同，因此在检测过程中，需要更换含有不同质量分数磁石粉的浆液对岩体7的裂隙进行多次注浆，从而使得岩体7的裂隙中均填充有磁石粉，达到对岩体7的不同大小、不同方向和不同孔隙的裂隙分布进行检测的目的。相邻两次注浆中后一次注浆采用的浆液中的磁石粉的质量分数大于前一次注浆采用的浆液中的磁石粉的质量分数，避免含有较大质量分数的磁石粉的浆液堵塞较小的裂隙，导致较小的裂隙不能被磁石粉填充，从而造成裂隙检测不准确。

需要说明的是，每次注浆完成后，磁感应探头19对岩体7进行三维磁场扫描的扫描路径均相同，方便工作人员对比每次三维磁场扫描得到的岩体7的不同位置处的磁场强度和磁场方向信息。需要说明的是，对岩体7的每一个检测面进行三维磁场扫描时均采用Z形扫描，每扫描完成一个检测面，工作人员手动转动岩体7，使得岩体7的另一个检测面正对磁感应探头19。

步骤三、结果分析：对步骤二中每次得到的岩体7的磁场强度和磁场方向信息进行分析，得到岩体7的裂隙分布情况。工作人员从磁场强度和磁场方向信息分析得到岩体中的裂隙分布情况，以磁性检测代替现有的CT扫描，降低了检测成本，适用于工程现场。

以上所述，仅是本发明的实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (6)

1.一种用于岩体裂隙分布检测的三维磁场扫描的方法，其特征在于：该方法采用的用于岩体裂隙分布检测的三维磁场扫描系统包括用于对岩体（7）的裂隙进行注浆的注浆装置、用于对注浆后的岩体（7）进行磁场扫描的三维磁场扫描装置和用于控制三维磁场扫描装置运动的控制装置，所述注浆装置包括注浆泵（33）和多个分别储存有不同质量分数磁石粉的浆液的储浆瓶（6），所述储浆瓶（6）和注浆泵（33）通过连接管（34）连接，所述注浆泵（33）通过注浆管（5）与岩体（7）上的注浆孔（8）连接，所述三维磁场扫描装置包括磁感应探头（19）以及用于实现磁感应探头（19）在X方向、Y方向和Z方向上移动的移动单元；

还包括注浆挡板和用于放置所述岩体（7）的岩体平台（1），所述注浆挡板包括与所述岩体平台（1）可拆卸连接的侧板（3-1）和与所述侧板（3-1）可拆卸连接的顶板（3-2），所述顶板（3-2）上开设有供所述注浆管（5）穿过的通孔（4）；

所述岩体平台（1）上开设有供所述侧板（3-1）安装的卡槽（9）；

该方法包括以下步骤：

步骤一、配制浆液：配制含不同质量分数磁石粉的浆液：将不同质量配比的磁石粉、水泥和水混合制成含不同质量分数磁石粉的浆液，将含不同质量分数的磁石粉的浆液分别储存在储浆瓶（6）中；

步骤二、对岩体进行注浆和三维磁场扫描：

步骤201、采用步骤一中储存在储浆瓶（6）中的浆液对岩体（7）中的裂隙进行注浆，注浆完成后静置24h～72h，再采用磁感应探头（19）对岩体（7）上的裂隙进行三维磁场扫描，得到岩体（7）的磁场强度和磁场方向信息；

步骤202、重复步骤201对岩体（7）进行多次注浆和三维磁场扫描，相邻两次注浆中后一次注浆采用的浆液中的磁石粉的质量分数大于前一次注浆采用的浆液中的磁石粉的质量分数，当相邻两次三维磁场扫描得到的岩体（7）的磁场强度相等时，结束注浆和三维磁场扫描；

步骤三、结果分析：对步骤二中每次得到的岩体（7）的磁场强度和磁场方向信息进行分析，得到岩体（7）的裂隙分布情况。

2.按照权利要求1所述的一种用于岩体裂隙分布检测的三维磁场扫描的方法，其特征在于：所述移动单元包括X方向滑轨（11）、Y方向滑轨（13）、Z方向滑轨（15）和用于安装所述X方向滑轨（11）的滑轨平台（10），所述X方向滑轨（11）上滑动设置有X方向滑块（12），所述X方向滑块（12）与Y方向滑轨（13）固定连接，所述Y方向滑轨（13）上滑动设置有Y方向滑块（14），所述Y方向滑块（14）与Z方向滑轨（15）固定连接，所述Z方向滑轨（15）上滑动设置有Z方向滑块（16），所述Z方向滑块（16）固定连接有连接杆（17），所述磁感应探头（19）与连接杆（17）转动连接。

3.按照权利要求2所述的一种用于岩体裂隙分布检测的三维磁场扫描的方法，其特征在于：所述控制装置包括控制器（20）、上位机（23）和用于实现所述控制器（20）与上位机（23）通信连接的第一通信模块（22），所述控制器（20）接有存储器（18），所述控制器（20）的输入端接有参数输入模块（21）、用于检测X方向滑块（12）位移的X位移传感器（30）、用于检测Y方向滑块（14）位移的Y位移传感器（31）、用于检测Z方向滑块（16）位移的Z位移传感器（32）和用于检测注浆流量的流量传感器（37），所述控制器（20）的输出端接有X滑块驱动器（24）、Y滑块驱动器（26）、Z滑块驱动器（28）、探头驱动器（35）和流量阀（38），所述X滑块驱动器（24）接有X滑块驱动电机（25），Y滑块驱动器（26）接有Y滑块驱动电机（27），Z滑块驱动器（28）接有Z滑块驱动电机（29），探头驱动器（35）接有探头驱动电机（36），所述磁感应探头（19）与所述控制器（20）的输入端相接，所述流量阀（38）安装在注浆泵（33）的出口管道上。

4.按照权利要求1所述的一种用于岩体裂隙分布检测的三维磁场扫描的方法，其特征在于：所述岩体平台（1）的底端设置有行走轮（2）。

5.按照权利要求1所述的一种用于岩体裂隙分布检测的三维磁场扫描的方法，其特征在于：所述注浆挡板为透明挡板。

6.按照权利要求1所述的一种用于岩体裂隙分布检测的三维磁场扫描的方法，其特征在于：步骤二中，磁感应探头（19）每次对岩体（7）进行三维磁场扫描的扫描路径均相同。