本申请涉及矿业工程,尤其涉及用于软岩泥质地层的导孔施工监测预警方法及装置。
背景技术:
1、在矿业工程领域,特别是在深井通风、充填、排水和溜井等系统的建设中,长距离天井的施工是一个关键技术环节。这些天井需要穿越矿山的多个地层,其中包括难以避免的软岩泥质地层。软岩泥质地层由于其特殊的物理和力学性质,如高含水量、低强度、易变形等,使得导孔施工过程中面临着诸多挑战。现有的导孔施工对软岩泥质地层的稳定性监测和预警主要依赖于人工观测和经验判断,存在主观性大、实时性差、预警准确性低等问题。目前,在处理软岩泥质地层时,往往缺乏对地层特性的准确识别和有效的处理措施。在判定施工至软岩泥质地层后,通常无法提供有效的地层处理方法,导致施工效率低下,安全性难以保障。
2、综上所述,现有技术中存在由于软岩泥质地层的特性,导致导孔施工存在安全风险的技术问题。
技术实现思路
1、本申请的目的是提供用于软岩泥质地层的导孔施工监测预警方法及装置,用以解决现有技术中存在由于软岩泥质地层的特性,导致导孔施工存在安全风险的技术问题。
2、鉴于上述问题,本申请提供了用于软岩泥质地层的导孔施工监测预警方法及装置。
3、第一方面,本申请提供了用于软岩泥质地层的导孔施工监测预警方法,所述用于软岩泥质地层的导孔施工监测预警方法通过用于软岩泥质地层的导孔施工监测预警装置实现,其中,所述用于软岩泥质地层的导孔施工监测预警方法包括:根据矿山地层分布信息和已知分段平面地层分布构建矿山地层分布剖面图,基于预定天井布置需求和所述矿山地层分布剖面图,结合溜井设计倾角与软岩泥质地层分布倾角关系确定导孔施工位置;按照预定施工方案和所述导孔施工位置进行导孔施工,实时采集导孔施工过程中的钻孔反水状态,对所述钻孔反水状态进行含泥特征分析和反水颜色采集,获取含泥特征和反水图像;若所述含泥特征满足预定泥质特征或所述反水图像符合预定泥岩颜色,则判定当前施工至软岩泥质地层,将高压水注入导孔底部位置,增大水压直至钻头附近形成空腔;直至所述空腔满足预定尺寸约束,向所述空腔中注浆,待所述空腔填实后,持续施工导孔至导孔施工结束,其中,预定尺寸约束为空腔直径1米。
4、第二方面,本申请还提供了用于软岩泥质地层的导孔施工监测预警装置,用于执行如第一方面所述的用于软岩泥质地层的导孔施工监测预警方法,其中,所述用于软岩泥质地层的导孔施工监测预警装置包括:施工位置确定模块,所述施工位置确定模块用于根据矿山地层分布信息和已知分段平面地层分布构建矿山地层分布剖面图,基于预定天井布置需求和所述矿山地层分布剖面图,结合溜井设计倾角与软岩泥质地层分布倾角关系确定导孔施工位置;施工过程监测模块,所述施工过程监测模块用于按照预定施工方案和所述导孔施工位置进行导孔施工,实时采集导孔施工过程中的钻孔反水状态,对所述钻孔反水状态进行含泥特征分析和反水颜色采集,获取含泥特征和反水图像;软岩泥质地层判定模块,所述软岩泥质地层判定模块用于若所述含泥特征满足预定泥质特征或所述反水图像符合预定泥岩颜色,则判定当前施工至软岩泥质地层,将高压水注入导孔底部位置,增大水压直至钻头附近形成空腔;注浆控制模块,所述注浆控制模块用于直至所述空腔满足预定尺寸约束,向所述空腔中注浆,待所述空腔填实后,持续施工导孔至导孔施工结束,其中,预定尺寸约束为空腔直径1米。
5、本申请中提供的一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果或优点:
6、通过根据矿山地层分布信息和已知分段平面地层分布构建矿山地层分布剖面图,基于预定天井布置需求和所述矿山地层分布剖面图,结合溜井设计倾角与软岩泥质地层分布倾角关系确定导孔施工位置;按照预定施工方案和所述导孔施工位置进行导孔施工,实时采集导孔施工过程中的钻孔反水状态,对所述钻孔反水状态进行含泥特征分析和反水颜色采集,获取含泥特征和反水图像;若所述含泥特征满足预定泥质特征或所述反水图像符合预定泥岩颜色,则判定当前施工至软岩泥质地层,将高压水注入导孔底部位置,增大水压直至钻头附近形成空腔;直至所述空腔满足预定尺寸约束,向所述空腔中注浆,待所述空腔填实后,持续施工导孔至导孔施工结束,其中,预定尺寸约束为空腔直径1米。也就是说,通过对软岩泥质地层进行高压注浆浇灌,有效避免堵孔、埋管等问题发生,降低了施工过程中的安全风险,提高了施工效率。
7、上述说明仅是本申请技术方案的概述,为了能够更清楚了解本申请的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本申请的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本申请的具体实施方式。应当理解,本部分所描述的内容并非旨在标识本申请的实施例的关键或重要特征,也不用于限制本申请的范围。本申请的其他特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
1.用于软岩泥质地层的导孔施工监测预警方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的用于软岩泥质地层的导孔施工监测预警方法,其特征在于,获取含泥特征和反水图像,包括:
3.根据权利要求2所述的用于软岩泥质地层的导孔施工监测预警方法,其特征在于,构建特征提取模型,包括:
4.根据权利要求1所述的用于软岩泥质地层的导孔施工监测预警方法,其特征在于,判定当前施工至软岩泥质地层,包括:
5.根据权利要求4所述的用于软岩泥质地层的导孔施工监测预警方法,其特征在于,对所述反水图像和所述预定泥岩颜色进行相似比对,包括:
6.根据权利要求1所述的用于软岩泥质地层的导孔施工监测预警方法,其特征在于,若所述含泥特征满足预定细砂特征且所述反水图像不符合预定泥岩颜色,判定当前施工至其它硬岩地层,则继续进行导孔施工,其中,预定细砂特征为细砂状碎屑物的含量超过50%。
7.根据权利要求1所述的用于软岩泥质地层的导孔施工监测预警方法,其特征在于,增大水压直至钻头附近形成空腔,包括:
8.用于软岩泥质地层的导孔施工监测预警装置,其特征在于,用于实施权利要求1至7中任意一项所述用于软岩泥质地层的导孔施工监测预警方法的步骤,所述用于软岩泥质地层的导孔施工监测预警装置包括:
