CN115728190A - 基于三维成像技术的注浆锚杆索浆液扩散效果评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于注浆工艺的技术领域，公开了基于三维成像技术的注浆锚杆索浆液扩散效果评价方法，包括如下步骤：S1、取适量的金属颗粒A掺入纯水中，制得围岩裂隙分布特征探测溶液；S2、将三维成像探测仪的探头布置在注浆锚杆索1m范围之内，将围岩裂隙分布特征探测溶液注入围岩中，三维成像探测仪探测围岩裂隙体积、裂隙分布半径和裂隙纵向深度；S3、将金属颗粒B与水泥浆液均匀混合，注入围岩中，利用三维成像探测仪，探测浆液扩散的体积、浆液扩散半径和浆液扩散纵向深度；S4、建立注浆锚杆索浆液扩散效果评价值，分析浆液扩散效果。本发明解决了现有的注浆工艺无法知道注浆效果的问题，可提高注浆效果。
Description
技术领域
本发明涉及注浆工艺的技术领域，尤其涉及基于三维成像技术的注浆锚杆索浆液扩散效果评价方法。
背景技术
随着采矿深度的日益加大，巷道围岩压力也越来越大，尤其是围岩软弱、破碎的巷道支护非常困难，常规支护方式不能对巷道围岩形成有效的控制，影响巷道的安全性和稳定性。注浆锚杆(索)融合锚固支护技术和注浆加固技术，极大提高围岩强度和自承能力，可以有效控制软弱围岩，保持巷道稳定。但在注浆后无法有效的监测注浆范围及注浆加固区域，无法及时评价注浆效果。
发明内容
本发明意在提供基于三维成像技术的注浆锚杆索浆液扩散效果评价方法，以解决现有的注浆工艺无法知道注浆效果的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
基于三维成像技术的注浆锚杆索浆液扩散效果评价方法，包括如下步骤：
S1、取适量的金属颗粒A掺入纯水中，制得围岩裂隙分布特征探测溶液；
S2、将三维成像探测仪的探头布置在注浆锚杆索1m范围之内，将围岩裂隙分布特征探测溶液注入围岩中，三维成像探测仪探测围岩裂隙体积、裂隙分布半径和裂隙纵向深度；
S3、将金属颗粒B与水泥浆液均匀混合，注入围岩中，利用三维成像探测仪，探测浆液扩散的体积、浆液扩散半径和浆液扩散纵向深度；
S4、建立注浆锚杆索浆液扩散效果评价值，分析浆液扩散效果。
本技术方案的原理及效果：利用三维成像探测仪对注浆扩散效果进行探测，三维成像探测仪能够产生电磁波，利用电磁波探测水中金属离子的分布体积和浆液中金属离子分布体积。
进一步的，步骤S1中的所述金属颗粒A为金、银、铜或铁，所述金属颗粒A的粒径为40μm～100μm，所述金属颗粒A的掺入量占纯水量的10％～20％。
进一步的，步骤S2中通过注浆锚杆索将围岩裂隙分布特征探测溶液注入围岩中，当注水压力快速升高达到初始压力的1倍时，将三维成像探测仪探头布置在注浆锚杆索1m范围内，利用探头紧贴围岩来探测围岩裂隙体积V、裂隙分布半径R和裂隙纵向深度H。
进一步的，步骤S2中围岩裂隙特征探测结束后，将围岩裂隙分布特征探测溶液排出，并用纯水注入注浆锚杆索中，边注边排水，当排出的水不在含有金属颗粒A时，纯水注入结束。
进一步的，步骤S3中的所述金属颗粒B为金、银、铜或铁，所述金属颗粒B的粒径为20μm～40μm，所述金属颗粒B的掺入量占水泥量的15％～25％，水泥浆液配置完成后，将所述金属颗粒B均匀的掺入水泥浆液中。
进一步的，步骤S3中将含有所述金属颗粒B的水泥浆液注入围岩中，当注浆压力快速升高达到初始压力的2倍时，将三维成像探测仪探头布置在注浆孔1m范围内，探头紧贴围岩，探测浆液扩散的体积V’、浆液扩散半径R’和浆液扩散纵向深度H’。
进一步的，步骤S4中注浆锚杆索浆液扩散效果评价值W＝(k1V’+k2R’+k3H’)/(k1V+k2R+k3H)，k1+k2+k3＝1，k1＝0.5-0.6，k2＝0.3-0.4，k3＝0.1-0.2，当W≥95％时，浆液扩散效果优异，95％≥W≥90％，浆液扩散效果良好，当90％≥W时，浆液扩散效果一般，需要改进注浆参数。
本发明的有益效果：
1、本方案解决了注浆范围及注浆效果的评价问题，并且现有的钻孔窥视的评价方式，存在着对注浆强度存在着破坏性影响，本方法再监测过程中对注浆强度不产生影响。
2、本方案的三维成像让注浆效果更加科学、直观，能够根据注浆效果及时调整注浆参数。
附图说明
图1为本发明基于三维成像技术的注浆锚杆索浆液扩散效果评价方法的工艺流程图；
图2为本实施例中围岩裂隙分布特征探测示意图；
图3为本实施例中浆液扩散范围探测示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：裂隙分布半径1、裂隙纵向深度2、注浆锚杆/索3、围岩裂隙分布特征探测溶液4、浆液扩散半径5、浆液扩散纵向深度6、水泥浆液7、探头8。
如图1-3所示，基于三维成像技术的注浆锚杆索浆液扩散效果评价方法，包括如下步骤：
S1、取适量的金属颗粒A掺入纯水中，制得围岩裂隙分布特征探测溶液4；本实施例中金属颗粒A为金、银、铜或铁，金属颗粒A的粒径为40μm～100μm，金属颗粒A的掺入量占纯水量的10％～20％。
S2、将三维成像探测仪的探头8布置在注浆锚杆/索3 1m范围之内，通过注浆锚杆/索3将围岩裂隙分布特征探测溶液4注入围岩中，当注水压力快速升高达到初始压力的1倍时(利用水探测裂隙的体积，水不会堵塞裂隙，当水压力1倍时，水充满裂隙)，利用三维成像探测仪的探头8紧贴围岩来探测围岩裂隙体积V、裂隙分布半径1R和裂隙纵向深度2H。
围岩裂隙特征探测结束后，将围岩裂隙分布特征探测溶液4排出，并用纯水注入注浆锚杆/索3中，边注边排水，当排出的水不在含有金属颗粒A时，纯水注入结束。
S3、将金属颗粒B与水泥浆液7均匀混合注入围岩中，当注浆压力快速升高达到初始压力的2倍时(水泥浆液中水泥具有一定颗粒，对微裂隙就有一定堵塞作用，只用压力达到处理试验的2倍，才能将水泥浆液全部充填到裂隙中，减少堵塞作用)，利用三维成像探测仪的探头8紧贴围岩来探测浆液扩散的体积V’，浆液扩散半径5R’和浆液扩散纵向深度6H’。本实施例中金属颗粒B为金、银、铜或铁，金属颗粒B的粒径为20μm～40μm，金属颗粒B的掺入量占水泥量的15％～25％，水泥浆液7配置完成后，将金属颗粒B均匀的掺入水泥浆液7中。
S4、建立注浆锚杆/索3浆液扩散效果评价值，分析浆液扩散效果。浆液扩散效果评价值W＝(k1V’+k2R’+k3H’)/(k1V+k2R+k3H)，k1+k2+k3＝1，k1＝0.5-0.6，k2＝0.3-0.4，k3＝0.1-0.2，当W≥95％时，浆液扩散效果优异，95％≥W≥90％，浆液扩散效果良好，当90％≥W时，浆液扩散效果一般，需要改进注浆参数。
以上所述的仅是本发明的实施例，实施方案中公知的具体技术方案或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (7)
1.基于三维成像技术的注浆锚杆索浆液扩散效果评价方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、取适量的金属颗粒A掺入纯水中，制得围岩裂隙分布特征探测溶液；
S2、将三维成像探测仪的探头布置在注浆锚杆索1m范围之内，将围岩裂隙分布特征探测溶液注入围岩中，三维成像探测仪探测围岩裂隙体积、裂隙分布半径和裂隙纵向深度；
S3、将金属颗粒B与水泥浆液均匀混合，注入围岩中，利用三维成像探测仪，探测浆液扩散的体积、浆液扩散半径和浆液扩散纵向深度；
S4、建立注浆锚杆索浆液扩散效果评价值，分析浆液扩散效果。
2.根据权利要求1所述的基于三维成像技术的注浆锚杆索浆液扩散效果评价方法，其特征在于：步骤S1中的所述金属颗粒A为金、银、铜或铁，所述金属颗粒A的粒径为40μm～100μm，所述金属颗粒A的掺入量占纯水量的10％～20％。
3.根据权利要求2所述的基于三维成像技术的注浆锚杆索浆液扩散效果评价方法，其特征在于：步骤S2中通过注浆锚杆索将围岩裂隙分布特征探测溶液注入围岩中，当注水压力快速升高达到初始压力的1倍时，将三维成像探测仪探头布置在注浆锚杆索1m范围内，利用探头紧贴围岩来探测围岩裂隙体积V、裂隙分布半径R和裂隙纵向深度H。
4.根据权利要求3所述的基于三维成像技术的注浆锚杆索浆液扩散效果评价方法，其特征在于：步骤S2中围岩裂隙特征探测结束后，将围岩裂隙分布特征探测溶液排出，并用纯水注入注浆锚杆索中，边注边排水，当排出的水不在含有金属颗粒A时，纯水注入结束。
5.根据权利要求1所述的基于三维成像技术的注浆锚杆索浆液扩散效果评价方法，其特征在于：步骤S3中的所述金属颗粒B为金、银、铜或铁，所述金属颗粒B的粒径为20μm～40μm，所述金属颗粒B的掺入量占水泥量的15％～25％，水泥浆液配置完成后，将所述金属颗粒B均匀的掺入水泥浆液中。
6.根据权利要求5所述的基于三维成像技术的注浆锚杆索浆液扩散效果评价方法，其特征在于：步骤S3中将含有所述金属颗粒B的水泥浆液注入围岩中，当注浆压力快速升高达到初始压力的2倍时，将三维成像探测仪探头布置在注浆孔1m范围内，探头紧贴围岩，探测浆液扩散的体积V’、浆液扩散半径R’和浆液扩散纵向深度H’。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的基于三维成像技术的注浆锚杆索浆液扩散效果评价方法，其特征在于：步骤S4中注浆锚杆索浆液扩散效果评价值W＝(k1V’+k2R’+k3H’)/(k1V+k2R+k3H)，k1+k2+k3＝1，k1＝0.5-0.6，k2＝0.3-0.4，k3＝0.1-0.2，当W≥95％时，浆液扩散效果优异，95％≥W≥90％，浆液扩散效果良好，当90％≥W时，浆液扩散效果一般，需要改进注浆参数。
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