扩散边界区4。
[0054]主要浆液扩散区6内，浆液从注浆孔7渗出，浆液扩散速度快，浆液扩散时的压力大，其内的监测点位置布置相对疏松。
[0055]浆液扩散衰减区3内，浆液扩散经一段距离，浆液扩散速度明显减慢，浆液扩散时的压力大幅度减小，其内的监测点位置相对密集。其区域边界距原点的距离离一般为浆液扩散最远距离的2/3。
[0056]浆液扩散边界区4内，在地质观测得到浆液扩散最远距离外3-8cm加布一层监测点。
[0057]步骤四:根据步骤三的观测结果，以注浆孔7为原点O建立三维直角坐标系。设计渗压监测网络中监测点的空间位置，根据步骤三中浆液扩散的大致半径和步骤四中建立的空间三维坐标系，定出监测点在坐标三个轴向方向的间隔距离，分别为a、b、c，根据步骤二得到的浆液扩散范围，在浆液扩散量较少、浆液扩散接近边界的浆液扩散衰减区3内，减小监测点的空间间隔距离以ka、kb、kc为监测点三个轴向方向的间隔距离。监测点的三维坐标分别为(al, bl, cl)、(a2, b2, c2)、(a3, b3, c3)...(an, bn, cn)。控制点距钻孔中心的距离分别为dl、d2、d3…dn。最后在浆液扩散边界区4内，在地质观测得到的浆液扩散最远距离之外的20cm范围内，加布一层监测点。
[0058]所述的当浆液扩散接近边界时，减小监测点的空间间隔距离以ka、kb、kc为监测点三个轴向方向的间隔距离，其中的k值应小于1，具体大小应根据地质雷达观测结果而定，确保布设的渗压监测网络能准确确定浆液扩散半径。
[0059]步骤五:根据步骤四的结果，在设计好的监测点位置处布置高精度红外渗压计5。
[0060]具体方法为:安置高精度红外渗压计5前先进性钻孔，孔应该钻至高精度红外渗压计5预定位置以下15-30厘米，并应洗净钻孔，然后钻孔的地步用干净的细沙回填带高精度红外渗压计5断头以下15厘米，即可放入高精度红外渗压计5，将高精度红外渗压计5封袋装在一个砂袋里，保持干净。用水浸透砂子，然后可以放到位，仪器在这个位置时，应环绕高精度红外渗压计5周围放进干净的砂子，砂子可以放到高精度红外渗压计5以上15厘米。安置好高精度红外渗压计5以后还要将孔密封，可以用膨润土和适量的沙回填交替层约25厘米，然后用普通的土回填。
[0061]步骤六:利用红外测试监测仪器2实时采集高精度红外渗压计5监测结果，利用外联计算机I处理系统中的渗压变化识别程序，自动判别监测结果Λρ，当小于固定值Api时，停止米集。
[0062]步骤七:由渗压监测网络中高精度红外渗压计5的监测结果，自动传输到计算机处理系统，
[0063]拟合Pe= F(P ο, K, n, t, h, dn), Ve= G(P。，K, n, t, h, dn)，R = H(P0, K, n, t, h, dn)的函数关系式，
[0064]式中Pk-当浆液扩散至4时的压力
[0065]P。一注浆孔7内的注浆压力
[0066]R—扩散半径
[0067]K—岩层渗透系数
[0068]η—岩层空隙率
[0069]t 一注浆持续时间
[0070]h—次注入围岩的厚度
[0071]Vk—当浆液扩散至< 时的速度。
[0072]所述的拟合函数关联式的方法具体为:通过相应的计算机软件，利用数据统计原理，对大量的统计数据进行数学处理，并确定各个量之间的相关关系，建立一个相关性较好的回归方程，通过matlab、excel等软件拟合函数关联式，并加以外推。
[0073]步骤八:绘制当浆液扩散至dn处的压力与扩散距离dn的空间分布图，分析得出注浆液扩散范围及规律。同时与地质雷达探测结果进行对比分析，校对地质雷达的探测结果。
[0074]此方法同样可以应用到其他类似条件下的锚注支护综合探测方法。
[0075]上述虽然结合附图对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
【主权项】
1.一种确定锚杆注浆时注浆液扩散范围及规律的方法，其特征是，包括以下步骤: 步骤一:完成地下硐室工程锚注支护的锚杆安装与注浆； 步骤二:通过地质观测手段初步确定浆液在围岩中的扩散范围； 步骤三:根据步骤二的探测结果，确定渗压监测网络，以注浆孔为原点，建立三维直角坐标系；在渗压监测网络中设计监测点的空间位置并确定各监测点的三维坐标； 步骤四:在设计好的监测点位置处，布设高精度红外渗压计； 步骤五:将红外渗压计监测到的数据传送至数据处理终端； 步骤六:数据处理终端根据所得数据分别拟合出注浆压力与扩散距离、浆液扩散速度与扩散距离的函数关系式、浆液扩散至某处的压力与扩散至该处的距离； 步骤七:绘制注浆液压力与浆液扩散范围空间分布图，根据空间分布图得到锚注支护浆液扩散规律。2.如权利要求1所述的一种确定锚杆注浆时注浆液扩散范围的方法，其特征是，所述步骤一中，对锚杆进行注浆，待注浆完成后，对锚杆的注浆孔封口 ； 封口方法具体为:采用锚杆台车或风枪钻孔，将环形聚酯薄膜密封包裹的马丽散和环形聚酯薄膜密封包裹的水依次套在注浆锚杆杆体尾部，再将带圆形孔洞环形挡板和无孔洞环状挡板固定在马丽散和水两端，将注浆锚杆和排气管同时插入孔内，将包裹马丽散和水的环形聚酯薄膜穿破，用封闭器塞住带圆形孔洞环形挡板的缺口，马丽散遇水后在十几秒内发生反应，迅速膨胀，达到与围岩粘结封孔效果。3.如权利要求1所述的一种确定锚杆注浆时注浆液扩散范围的方法，其特征是，所述步骤二中，所述渗压监测网络包括地质观测初步测得的主要浆液扩散区、浆液扩散衰减区以及浆液扩散边界区； 所述的主要浆液扩散区内，浆液从注浆孔渗出，浆液扩散速度快，浆液扩散时的压力大，其内的监测点位置布置相对疏松； 所述的浆液扩散衰减区内，浆液扩散速度明显减慢，浆液扩散时的压力减小，其内的监测点位置相对密集；其区域边界距原点的距离一般为浆液扩散最远距离的3/5-4/5 ; 所述的浆液扩散边界区内，在地质观测得到的浆液扩散最远距离之外的20cm范围内，加布一层监测点。4.如权利要求1所述的一种确定锚杆注浆时注浆液扩散范围的方法，其特征是，所述步骤三中，在渗压监测网络中设计监测点的空间位置时，在浆液扩散越接近扩散边界的位置，监测点在三维轴向方向的间隔距离越短。5.如权利要求1所述的一种确定锚杆注浆时注浆液扩散范围的方法，其特征是，所述步骤四的具体方法为: (1)布设渗压计前先进行钻孔，所述钻孔钻至渗压计预定位置以下15-30厘米； (2)洗净钻孔，然后钻孔的底部用干净的细沙回填到渗压计断头以下15-20厘米； (3)将渗压计封袋装在砂袋里，用水浸透砂子，放置渗压计；环绕渗压计周围放进干净的砂子，砂子放到渗压计以上15-20厘米； (4)安置好渗压计以后将孔密封，用膨润土和适量的沙回填交替层约25-30厘米，然后用普通的土回填。6.如权利要求1所述的一种确定锚杆注浆时注浆液扩散范围的方法，其特征是，所述步骤五中，利用红外测试监测仪器实时采集渗压计监测结果，当监测结果Δρ小于设定值Api时，停止米集。7.如权利要求1所述的一种确定锚杆注浆时注浆液扩散范围的方法，其特征是，所述步骤六中，通过相应的计算机软件，利用数据统计原理，对大量的统计数据进行数学处理，并确定各个量之间的相关关系，建立一个相关性较好的回归方程，并加以外推；分别拟合 Pr= F(P ο, K, n, t, h, dn), Ve= G(P。，K, n, t, h, dn)，R = H(P0, K, n, t, h, dn)的函数关系式， 式中Ρκ—当浆液扩散至4时的压力 P。一注浆孔内的注浆压力 R—扩散半径 K一岩层渗透系数 η—岩层空隙率 t 一注楽■持续时间 h—次注入围岩的厚度 VK—当浆液扩散至dn时的速度。
【专利摘要】本发明公开了一种确定锚杆注浆时注浆液扩散范围及规律的方法，包括：完成地下硐室工程锚注支护的锚杆安装与注浆；通过地质观测手段初步确定浆液在围岩中的扩散范围；以注浆孔为原点，建立三维直角坐标系；在渗压监测网络中设计监测点的空间位置并确定各监测点的三维坐标；在设计好的监测点位置处，布设高精度红外渗压计；将红外渗压计监测到的数据传送至数据处理终端；数据处理终端根据所得数据绘制注浆液压力与浆液扩散范围空间分布图；本发明有益效果：与以往的研究浆液扩散的理论模型实验相比，本发明克服了理论实验中得出的确定注浆液扩散范围的方法不能完全适合复杂多变的地质条件的缺点。
【IPC分类】G06F17/50, E21D20/02, E21F17/18
【公开号】CN104895595
【申请号】CN201510188563
【发明人】王 琦, 李术才, 何绍衡, 谢磊, 江贝, 任尧喜, 王富奇, 张波, 高松, 梁艳红, 丁国利, 姜作华, 潘锐, 邵行, 解洪兵, 邹玉龙, 董华旭, 李恭健, 郭念波, 张世国, 刘文江, 肖国强, 雷静, 靳黎明, 李培
【申请人】山东大学, 龙口煤电有限公司梁家煤矿, 山东天勤矿山机械设备有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年4月18日