CN220872665U - 一种巷道围岩注浆加固效果检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种巷道围岩注浆加固效果检测装置，属于施工检测技术领域，该巷道围岩注浆加固效果检测装置，通过将操作主机、探测设备抽屉箱和接收设备抽屉箱集成在移动平台上，可根据需求调节探测设备及接收设备的个数和探测位置，实现了对于巷道不同注浆位置的精确检测，其次对于巷道围岩不规则区域可以密布测点，使检测区域更加精确，其次通过电磁波发射模块发射高频电磁波，再通过接收设备接收反弹回来的电磁波，通过电磁波在地下传播过程中遇到的存在电性差异的界面发生反射，根据接收到的电磁波的波形、场强等推断注浆范围和整体的注浆效果，确保巷道支护稳固，且相比于电阻法精准度更高，穿透性更好。

Description

一种巷道围岩注浆加固效果检测装置

技术领域

本实用新型属于施工检测技术领域，具体为一种巷道围岩注浆加固效果检测装置。

背景技术

现有的注浆效果检测办法，多是通过注浆前后的电阻率变化进行对比，来分析注浆加固效果和注浆范围，但由于浆液凝固后含水量降低，注浆区与岩体的电阻率变得非常近似，并不能够很好的实现浆液凝固后的稳定注浆范围的检测，且当注浆范围较大，深度较深时，由于该方法的弱穿透性又导致检测结果的误差范围过大，总之并不能很好的实现对注浆范围的精准检测；

另外还有采用电法勘探仪进行注浆检测，但是电法勘探仪主机与探头的连接方式为有线连接，若要检测整个注浆区的分布情况，则需要有线布设多个探测设备，这便会导致巷道内连接线路过多，影响正常的通行，工程进度延误，发生危险事故等诸多问题；

最后，如果由于检测不准确导致此次注浆加固未能达到所设计的加固效果，则需要再次设置钻孔进行补充注浆，不仅麻烦而且可能会影响最终的注浆效果，从而导致巷道支护加固的失效，所以设计一种穿透性好、操作简便、测量精度高的注浆区域检测装置是非常有必要的。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型提供了一种巷道围岩注浆加固效果检测装置。该装置能够解决由于检测不准确导致注浆加固未能达到设计效果而需要进行补充注浆的问题。这种情况不仅麻烦，还可能对最终的注浆效果产生影响，进而导致巷道支护加固失效。

(二)技术方案

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种巷道围岩注浆加固效果检测装置，包括移动平台，所述移动平台的顶部装配有操作主机，所述移动平台的中部装配有探测设备抽屉箱和接收设备抽屉箱；

所述探测设备抽屉箱和接收设备抽屉箱均包括防爆外壳、把手、信号中继器及处理装置和天线，把手设在防爆外壳上，所述探测设备抽屉箱还包括多组探测设备，所述接收设备抽屉箱还包括多组接收设备，所述探测设备和接收设备均包括容纳壳、底部把手、控制模板、无线数据传输模块、存储模块和供电模块，所述控制模板、无线数据传输模块、存储模块和供电模块内置在容纳壳中，所述探测设备还包括电磁波发射模块，所述接收设备还包括电磁波接收模块，且电磁波发射模块和电磁波接收模块分别装配在两个容纳壳中。

作为本实用新型的进一步方案：所述移动平台的后部安装有伸缩拉杆，两个底部把手分别安装在两个防爆外壳的前部。

作为本实用新型的进一步方案：所述移动平台上且位于接收设备抽屉箱的下方内置有蓄电池，所述蓄电池与操作主机、探测设备抽屉箱和接收设备抽屉箱连接。

作为本实用新型的进一步方案：所述移动平台的底部固定连接有两个轮子和两个支撑脚，移动平台的后部安装有伸缩拉杆。

作为本实用新型的进一步方案：所述信号中继器及处理装置和天线均安装在防爆外壳中，且多组接收设备和多组探测设备分别安装在两个防爆外壳中。

作为本实用新型的进一步方案：所述底部把手安装在容纳壳的端部，所述底部把手、探测设备抽屉箱和接收设备抽屉箱上均安装有触点，所述蓄电池上安装有充电插口。

(三)有益效果

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1、该巷道围岩注浆加固效果检测装置，通过将操作主机、探测设备抽屉箱和接收设备抽屉箱集成在移动平台上，内置高性能计算机用于数据接收与处理，并可根据需求调节探测设备及接收设备的个数和探测位置，实现了对于巷道注浆范围的精确检测，其次对于巷道不规则区域可以密布测点，使检测区域更加精确，其次通过电磁波发射模块发射高频电磁波，再通过接收设备接收反弹回来的电磁波，通过电磁波在地下传播过程中遇到的存在电性差异的界面发生反射，根据接收到的电磁波的波形、场强等推断注浆范围和整体的注浆效果，确保巷道支护稳固，而且相比于电阻法精准度更高，穿透性更好。

2、该巷道围岩注浆加固效果检测装置，采用了无线传输模块，通过探测设备和接收设备之间的无线传输来传递和接收数据。同时，该装置还通过抽屉箱上的信号中继器将数据传输到搭载高性能计算机的操作主机上。相较于传统有线设备，该装置摆脱了线材束缚，安装使用更加灵活方便。

3、该巷道围岩注浆加固效果检测装置，当把接收设备和探测设备收纳于探测设备抽屉箱和接收设备抽屉箱内时，可通过底部把手的触点保持电连接，无需连接充电线进行电量的补充，同样，接收设备抽屉箱和探测设备抽屉箱滑入移动平台时也可通过触点进行电量的补充，使得整体设备脱离了充电线材的束缚，大大提升了易用性，同时蓄电池可智能均衡电量，使得设备整体能拥有较长的使用时间，充电也更为便捷。

附图说明

图1为本实用新型立体的结构示意图；

图2为本实用新型探测设备抽屉箱和接收设备抽屉箱的结构示意图；

图3为本实用新型探测设备的剖面结构示意图；

图4为本实用新型接收设备的剖面结构示意图；

图5为本实用新型待检测注浆区截面位置的示意图；

图6为本实用新型注浆区截面的电磁波扫描结果示意图；

图中：1、移动平台；2、伸缩拉杆；3、操作主机；4、探测设备抽屉箱；5、接收设备抽屉箱；6、蓄电池；7、轮子；8、支撑脚；9、防爆外壳；10、把手；11、信号中继器及处理装置；12、天线；13、探测设备；14、接收设备；15、容纳壳；16、底部把手；17、电磁波接收模块；18、控制模板；19、无线数据传输模块；20、存储模块；21、供电模块；22、电磁波发射模块；23、待检测注浆区截面；24、围岩完整区；25、围岩破碎区；26、充分注浆区；27、不充分注浆区。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

如图1-4所示，本实用新型提供一种技术方案：一种巷道围岩注浆加固效果检测装置，包括移动平台1，移动平台1上且位于接收设备抽屉箱5的下方内置有蓄电池6，蓄电池6与操作主机3、探测设备抽屉箱4和接收设备抽屉箱5连接，移动平台1的底部固定连接有两个轮子7和两个支撑脚8，移动平台1的后部安装有伸缩拉杆2，轮子7方便于移动平台1在崎岖的巷道地面上移动，支撑脚8便于移动平台1随时随地固定操作，移动平台1的顶部装配有操作主机3，操作主机3内置高性能计算机用于数据接收与处理，高性能计算机连接蓄电池6拥有了高续航，提高了处理效率，探测设备13和接收装备14均置于抽屉箱内，两个底部把手16分别安装在两个防爆外壳9的前部，防爆外壳9和容纳壳15均为防爆材质，避免损坏，移动平台1的中部装配有探测设备抽屉箱4和接收设备抽屉箱5，通过将操作主机3、探测设备抽屉箱4和接收设备抽屉箱5集成在移动平台1上，内置高性能计算机用于数据接收与处理，以此可根据需求调节探测设备13及接收设备14的个数和探测位置，实现了对于巷道注浆不同位置的精确检测，其次对于巷道不规则区域可以密布测点，使检测区域更加精确；

探测设备抽屉箱4和接收设备抽屉箱5均包括防爆外壳9、把手10、信号中继器及处理装置11和天线12，把手10设在防爆外壳9上，探测设备13与接收设备14有容纳壳15保护，且端部通过耦合剂与岩石接触，提高了电磁波传输的效率，信号中继器及处理装置11和天线12均安装在防爆外壳9中，且多组接收设备14和多组探测设备13分别安装在两个防爆外壳9中，探测设备抽屉箱4还包括多组探测设备13，接收设备抽屉箱5还包括多组接收设备14，探测设备13与接收设备14通过无线模块传递和接收数据，并通过探测设备抽屉箱4和接收设备抽屉箱5上信号中继器传入操作主机3上的高性能计算机，相比于有线设备，摆脱了线材的束缚，更加方便安装，探测设备13和接收设备14均包括容纳壳15、底部把手16、控制模板18、无线数据传输模块19、存储模块20和供电模块21，控制模板18、无线数据传输模块19、存储模块20和供电模块21内置在容纳壳15中，底部把手16可方便安装拆卸时的握持，底部把手16安装在容纳壳15的端部，底部把手16、探测设备抽屉箱4和接收设备抽屉箱5上均安装有触点，通过将接收设备14和探测设备13期收纳于探测设备抽屉箱4和接收设备抽屉箱5内时，可通过底部把手16的触点保持电连接，无需连接充电线进行电量的补充，同样，接收设备抽屉箱5和探测设备抽屉箱4滑入移动平台1时也可通过触点进行电量的补充，使得整体设备脱离了充电线材的束缚，大大提升了易用性，同时蓄电池6可智能均衡电量，使得设备整体能拥有较长的使用时间，充电也更为便捷，蓄电池6上安装有充电插口，充电插口的设置便于对蓄电池6进行充电，探测设备13和接收设备14均可以通过无线进行数据的传播，所有检测数据通过信号中继器及处理装置11传输到移动平台1上的操作主机3上集中处理分析，探测设备13还包括电磁波发射模块22，接收设备14还包括电磁波接收模块17，且电磁波发射模块22和电磁波接收模块17分别装配在两个容纳壳15中，通过电磁波发射模块22发射高频电磁波，再通过电磁波接收模块17接收反弹回来的电磁波，通过电磁波在地下传播过程中遇到的存在电性差异的界面发生反射，根据接收到的电磁波的波形、场强等推断注浆范围和整体的注浆效果，确保巷道支护加固牢靠，而且相比于电阻法精准度更高，穿透性更好。

如图5所示，标号23为待检测注浆区截面，根据工程设计确定待注浆围岩区域，根据注浆区域大小选用中心主频为200～500MHz的电磁波，该频率段电磁波探测深度为1-15米，利用电磁波此特性，我们采用探测设备13发射出电磁波在均质岩石和破碎岩石里场强值衰减程度的不同来判断注浆区和围岩的大致区分，并通过注浆前后分别探测一次来检测注浆效果，同时处于不同位置的探测器发射的电磁波会相互交叉，从而在整个巷道注浆区域内形成整面、整体的三维立体检测，得到的结果更加全面，精度更高。

如图6所示，图中巷道周围围岩分为围岩完整区24和围岩破碎区25，当完成注浆时，浆液会在围岩裂隙中扩散，便会在破碎围岩区域内形成充分注浆区26和非充分注浆区27两种地带，由于电磁波探测的原理，使其在完整围岩中传播时场强的损耗较小，传播速度也较快，当遇到断层及破碎带等组成较为复杂，电性差异较大的界面时，电磁波会产生不同程度的衰减，而填充的浆液会扩散弥补围岩破碎带中的微裂隙及空腔，使得巷道周围围岩的完整性大大增强，电磁波检测时传播产生的损耗也会产生一定程度的降低，通过对注浆前后检测结果进行布尔减运算，最终使得注浆区的注浆效果能够被直观的观察到，方便对不充分注浆区的位置进行确定，能够进一步对不充分注浆区进行补充注浆等操作。

本实用新型的工作原理为：

通过探测设备13发射电磁波然后在注浆区域以前约5米左右、以后约5米左右的巷道壁上打设若干钻孔，分别在帮部和顶部布置探测设备13和接收设备14，各个探测、接收设备14均与其对应的探测设备抽屉箱4和接收设备抽屉箱5内的信号中继器及处理装置11通过无线相连接，通过操作主机3设置巷道壁上各个探测装备和接收设备14的供电顺序、供电时间、采集时间、采集间隔等参数，在主机内设定预警值和采集时间，其中将预警值传递给各个探测设备13的控制模块18进行储存，然后开始通过无线数据传输模块19对各个探测设备13和接收设备14发送指令，探测设备13接收指令进行电磁波发射，经过一段时间，接收设备14接收到电磁波并将其转化为数字信号发送至操作主机3，操作主机3将注浆前地质特征进行储存，然后便可开始对注浆区域进行注浆，在注浆时，探测设备13和接收设备14不需要拿出，等待注浆结束时，通过操作主机3操控探测设备13再次进行检测，接收记录数据，经过前后数据的对比运算分析，最终得到精准、直观的注浆范围结果。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (6)

1.一种巷道围岩注浆加固效果检测装置，包括移动平台(1)，其特征在于：所述移动平台(1)的顶部装配有操作主机(3)，所述移动平台(1)的中部装配有探测设备抽屉箱(4)和接收设备抽屉箱(5)；

所述探测设备抽屉箱(4)和接收设备抽屉箱(5)均包括防爆外壳(9)、把手(10)、信号中继器及处理装置(11)和天线(12)，把手(10)设在防爆外壳(9)上，所述探测设备抽屉箱(4)还包括多组探测设备(13)，所述接收设备抽屉箱(5)还包括多组接收设备(14)，所述探测设备(13)和接收设备(14)均包括容纳壳(15)、底部把手(16)、控制模板(18)、无线数据传输模块(19)、存储模块(20)和供电模块(21)，所述控制模板(18)、无线数据传输模块(19)、存储模块(20)和供电模块(21)内置在容纳壳(15)中，所述探测设备(13)还包括电磁波发射模块(22)，所述接收设备(14)还包括电磁波接收模块(17)，且电磁波发射模块(22)和电磁波接收模块(17)分别装配在两个容纳壳(15)中。

2.根据权利要求1所述的一种巷道围岩注浆加固效果检测装置，其特征在于：所述移动平台(1)的后部安装有伸缩拉杆(2)，两个底部把手(16)分别安装在两个防爆外壳(9)的前部。

3.根据权利要求1所述的一种巷道围岩注浆加固效果检测装置，其特征在于：所述移动平台(1)上且位于接收设备抽屉箱(5)的下方内置有蓄电池(6)，所述蓄电池(6)与操作主机(3)、探测设备抽屉箱(4)和接收设备抽屉箱(5)连接。

4.根据权利要求1所述的一种巷道围岩注浆加固效果检测装置，其特征在于：所述移动平台(1)的底部固定连接有两个轮子(7)和两个支撑脚(8)，移动平台(1)的后部安装有伸缩拉杆(2)。

5.根据权利要求1所述的一种巷道围岩注浆加固效果检测装置，其特征在于：所述信号中继器及处理装置(11)和天线(12)均安装在防爆外壳(9)中，且多组接收设备(14)和多组探测设备(13)分别安放在两个防爆外壳(9)中。

6.根据权利要求3所述的一种巷道围岩注浆加固效果检测装置，其特征在于：所述底部把手(16)安装在容纳壳(15)的端部，所述底部把手(16)、探测设备抽屉箱(4)和接收设备抽屉箱(5)上均安装有触点，所述蓄电池(6)上安装有充电插口。