The invention relates to a complex geological regional intelligence grouting system and grouting method. The permeability coefficient of each grouting hole in the area is obtained by the permeability test, and the optimum slurry concentration suitable for each grouting hole is determined. The sensors and control valves are installed on each pipe for real-time control to reach the effect of the grouting, and the slurry is controlled by controlling the slurry. The optimum slurry concentration suitable for each grouting hole is modulated to achieve the best grouting effect. A corresponding final grouting end pressure is put forward. When the grouting pressure of a grouting hole in the middle of the region rises suddenly, the grouting hole design area has been filled with slurry and the grouting is finished. When all grouting holes in the target area reach the final pressure of the end of the grouting, the grouting is finished in this area. This method realizes the intelligent grouting under complex geological conditions and has high automation degree. It can greatly improve the grouting speed of the roadway, the construction efficiency is high, the construction efficiency and quality can be guaranteed.
【技术实现步骤摘要】
一种复杂地质区域智慧注浆系统和注浆方法
本专利技术涉及巷道支护领域,具体涉及一种复杂地质区域智慧注浆系统和注浆方法。
技术介绍
注浆技术是一项实用性强、应用范围广的工程技术,在煤矿巷道支护领域也得到了广泛的使用,能通过注浆充填围岩裂隙,将破碎岩体胶结加固成一个整体,提高围岩承载能力,对于巷道裂隙围岩的变形控制具有显著效果。现有的井下注浆技术存在着以下几点问题:1、注浆仍多采用低流量注浆泵进行单孔施工,施工速度慢,效率低,对于巷道快速掘进及支护都有很大的限制。虽然近年来也有多孔注浆方法出现,如中国专利CN101749030A公开的用于巷道软弱围岩加固的多孔并联注浆方法及装置,通过一种分流装置将注浆管道分成多个注浆管道,实现同时注浆。但这种方法仅能针对同一地质条件下的注浆,地质条件复杂区域则不能实现,不能结合各孔地质条件对各管道主要注浆参数进行智能调节,实时监控并反馈信息,缺乏智慧控制方面的研究。2、现有的注浆控制仍多为人工控制,存在许多隐患,如若不能及时控制注浆进程,很容易造成资源浪费或者注浆效果达不到预期设计要求。并且当涉及多条注浆管道同时注浆时,再仅仅依靠人力去控制每一条注浆管道时,不仅需要更多的人力资源,还有可能造成现场管理混乱,所以需要一个智慧控制系统进行统一控制。3、在注浆工序上缺乏严格的标准和监督,注浆结束终压不确定,施工时仅依靠工人凭经验确定,误差大,不能进行有效的控制,极其容易因失误而达不到预期的注浆效果,故而进行返工。目前,煤矿井下注浆特别是地质条件多变的巷道注浆需要一种区域智慧注浆方法,它能够自动辨别不同地质条件,可以根据地质条件自动调节 ...
【技术保护点】
一种复杂地质区域智慧注浆系统,其特征在于,包括浓浆储浆罐、稀浆储浆罐、注浆泵、智慧控制系统以及根据钻孔个数对应设置的多条注浆支路;所述浓浆储浆罐连接浓浆主注浆管道,稀浆储浆罐连接稀浆主注浆管道,各主注浆管道上设置注浆泵;每条注浆支路包括混合搅拌箱,以及分别与混合搅拌箱连接的浓浆注浆支管、稀浆注浆支管和混合注浆管;所述浓浆注浆支管、稀浆注浆支管通过电子三通阀连接浓浆主注浆管道、稀浆主注浆管道,且浓浆注浆支管、稀浆注浆支管上分别设置流量传感器和流量调节阀;所述混合注浆管与注浆孔连接,且管路上设有压力传感器、流量传感器和压力调节阀;所述流量传感器、流量调节阀、压力传感器和压力调节阀均与智慧控制系统连接。
【技术特征摘要】
1.一种复杂地质区域智慧注浆系统,其特征在于,包括浓浆储浆罐、稀浆储浆罐、注浆泵、智慧控制系统以及根据钻孔个数对应设置的多条注浆支路;所述浓浆储浆罐连接浓浆主注浆管道,稀浆储浆罐连接稀浆主注浆管道,各主注浆管道上设置注浆泵;每条注浆支路包括混合搅拌箱,以及分别与混合搅拌箱连接的浓浆注浆支管、稀浆注浆支管和混合注浆管;所述浓浆注浆支管、稀浆注浆支管通过电子三通阀连接浓浆主注浆管道、稀浆主注浆管道,且浓浆注浆支管、稀浆注浆支管上分别设置流量传感器和流量调节阀;所述混合注浆管与注浆孔连接,且管路上设有压力传感器、流量传感器和压力调节阀;所述流量传感器、流量调节阀、压力传感器和压力调节阀均与智慧控制系统连接。2.根据权利要求1所述的一种复杂地质区域智慧注浆系统,其特征在于,所述浓浆注浆泵或稀浆注浆泵连接水箱;所述注浆泵选择大流量高压力注浆泵。3.根据权利要求1所述的一种复杂地质区域智慧注浆系统,其特征在于,所述混合搅拌箱内设有密度传感器,将混合后的浆液浓度实时传递到智慧控制系统,实时监控,保证配出的浆液浓度符合要求。4.根据权利要求1所述的一种复杂地质区域智慧注浆系统,其特征在于,所述智慧控制系统,由透水性检测模块、浆液配比模块、注浆控制模块以及计算机组成;透水性检测模块、浆液配比模块、注浆控制模块接收数据采集装置所反馈的信息,并由计算机进行存储和分析,并对各管道上的阀门进行控制;透水性监测模块通过安装在各注浆支路的浓浆注浆支管、稀浆注浆支管上的压力传感器以及流量传感器收集信息,并将其存储至计算机后进行相关计算和分析;浆液配比模块根据浓浆注浆支管以及稀浆注浆支管上的流量传感器所收集到的信息进行分析后,控制浓浆注浆支管以及稀浆注浆支管上的流量调节阀的开度,使得浆液按照设计的流量比例在混合搅拌箱内混合,得到预期的浆液浓度;注浆控制模块通过安装在各注浆支路管道的混合注浆管上的压力传感器以及流量传感器收集信息,实时关注各注浆孔的注浆状态,通过压力调节阀进行相应的控制,当达到结束标准后,关闭该注浆支路的电子三通阀。5.利用权利要求1~4任意一项权利要求所述的系统的一种复杂地质区域智慧注浆方法,其特征在于,包括复杂地质区域内透水性检测、智能调节注浆参数、监测并反馈实时信息以及智慧控制系统实时控制,具体步骤包括:步骤1)在目标注浆巷道选择一段区域进行支护,根据设计要求,确定注浆孔位置以及大小;步骤2)区域内多孔同时进行透水性检测,根据传感器获得的数据通过公式计算,获取各注浆孔渗透系数;步骤3)基于区域内各注浆孔渗透系数,确定各注浆孔的最佳浆液浓度,智能调节注浆参数;步骤4)由各注浆支路的管道上的传感器对各支路管道注浆进行监测,并将收集到的信息反馈到智慧控制系统;步骤5)智慧控制系统根据反馈的...
【专利技术属性】
技术研发人员:陆银龙,王凯,王连国,孟星宇,
申请(专利权)人:中国矿业大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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