[发明专利]一种岩体注浆扩散范围监测的方法及装置

权利要求书

1.一种岩体注浆扩散范围监测的方法，其特征在于，包括：

沿岩体中心的横向与垂向对称轴布置测线，分别对测点进行编号，确定激振点与拾振点位置；

在拾振点处布置加速度传感器；

将数据连接线一端与所述加速度传感器连接，另一端连接至数据采集仪，数据采集仪与终端连接，获得的实时数据传输至所述终端；

设置锤头的力传感器，用以测量激振力的大小；

每个所述激振点位置处各进行预设次数的锤击测试，所得选取预定组数的数据计算加速度响应的分形盒维数；

比较不同测点间加速度响应分形盒维数的差别，实现锤击法对岩体裂隙的大小及范围的监测，以根据岩体裂隙大小及范围确定所述岩体的注浆扩散范围。

2.根据权利要求1所述的岩体注浆扩散范围监测的方法，其特征在于，包括：

加速度响应是锤头在物体表面施加瞬时冲击荷载，产生的应力波在物体上下表面间来回反射，引起物体产生局部瞬时共振，通过加速度传感器所测得的响应信号。

3.根据权利要求1所述的岩体注浆扩散范围监测的方法，其特征在于，加速度响应曲线的分形盒维数定义为：

δ₁为矩形盒子的横向基本尺度，δ₂为矩形盒子的纵向基本尺度，N_δ为矩形盒子的数量。

4.根据权利要求1所述的岩体注浆扩散范围监测的方法，其特征在于，还包括：在煤层充分采动后，在注浆工程实施之前，在预估浆体扩散范围的岩体表面布置锤击点，布置监测系统：包括力锤、在锤击点左侧2厘米处安装加速度传感器并连接数据传输线路至数据采集仪，数据采集仪与终端连接；

在浆液预设扩散范围的监测区布置锤击点，锤击点应以注浆孔所在铅垂线在岩层表面的水平投影为中心线，沿中心线对称布置，每个锤击点间距10cm。

5.根据权利要求1所述的岩体注浆扩散范围监测的方法，其特征在于，还包括：试验开始之前进行预设次数的试锤，根据采集的信号质量设定预期锤击荷载，每次敲击时的力度应与设定力度相差在预设误差范围内，力度相差超过所述预设误差范围视为无效数据，应重新敲击，每个锤击点敲击一次，并记录每次加速度传感器记录的数据。

6.根据权利要求1所述的岩体注浆扩散范围监测的方法，其特征在于，还包括：计算分形盒维数时，取0～0.02s时段内的加速度响应进行计算分析，五次锤击数据的分形盒维数比较稳定。

7.根据权利要求1所述的岩体注浆扩散范围监测的方法，其特征在于，还包括：将加速度传感器紧贴岩壁，使用粘结剂粘贴在岩壁上使两者耦合。

8.根据权利要求1所述的岩体注浆扩散范围监测的方法，其特征在于，对于存在差异的锤击点，比较两组数据的差值，根据锤击点对应的物理坐标集合数据差值获得裂隙岩体注浆劈裂浆液的空间扩散范围。

9.根据权利要求1所述的岩体注浆扩散范围监测的方法，其特征在于，根据注浆孔的布置位置及采空区，按照预设的注浆浆液扩散范围预估策略初步确定注浆浆液预设扩散范围。

10.一种岩体注浆扩散范围监测的装置，其特征在于，包括：布置测线设置模块、加速度传感器布置模块、数据连接布置模块、分形盒维数计算模块及岩体注浆扩散范围监测模块；其中，

所述布置测线设置模块，沿岩体中心的横向与垂向对称轴布置测线，分别对测点进行编号，确定激振点与拾振点位置；

所述加速度传感器布置模块，与所述布置测线设置模块相连接，在所述拾振点处布置加速度传感器；

所述数据连接布置模块，与所述加速度传感器布置模块相连接，将数据连接线一端与所述加速度传感器连接，另一端连接至数据采集仪，数据采集仪与终端连接，获得的实时数据传输至所述终端；

所述分形盒维数计算模块，与所述数据连接布置模块相连接，设置锤头的力传感器，用以测量激振力的大小；每个所述拾振点位置处各进行预设次数的锤击测试，所得选取预定组数的数据计算加速度响应的分形盒维数；

所述岩体注浆扩散范围监测模块，与所述分形盒维数计算模块相连接，比较不同测点间加速度响应分形盒维数的差别，实现锤击法岩体裂隙的大小及范围的监测，以根据岩体裂隙大小及范围确定所述岩体的注浆扩散范围。