專利名稱：破碎煤巖體注漿系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及煤礦開(kāi)采技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種破碎煤巖體注漿系統(tǒng)。
技術(shù)背景 在煤礦開(kāi)采過(guò)程中經(jīng)常遇到斷層、褶曲及裂隙發(fā)育帶等地質(zhì)構(gòu)造，煤巖體松散破碎，極易出現(xiàn)大面積冒頂、片幫及突水事故，嚴(yán)重威脅煤礦井下安全生產(chǎn)。對(duì)破碎煤巖體實(shí)施注漿加固是解決上述問(wèn)題的有效途徑。根據(jù)注漿材料可分為兩大類(lèi)水泥注漿與化學(xué)注漿。水泥類(lèi)注漿材料由于固化時(shí)間長(zhǎng)、不能注入細(xì)小的裂縫等缺點(diǎn)，不適用于煤巖體快速加固?；瘜W(xué)注漿材料屬于有機(jī)高分子材料，包括聚氨酯、環(huán)氧樹(shù)脂、脲醛樹(shù)脂等，主要通過(guò)壓力或化學(xué)滲透作用灌入煤巖體裂隙中，能在較短的時(shí)間內(nèi)固結(jié)并達(dá)到較高的強(qiáng)度，使松散破碎圍巖膠結(jié)成連續(xù)體。化學(xué)注漿材料具有黏度低、滲透性好、強(qiáng)度增長(zhǎng)快、粘結(jié)強(qiáng)度高、變形性好等優(yōu)異的性能，已在煤礦、隧洞、水利水電、鐵道、市政等工程領(lǐng)域中得到較廣泛的應(yīng)用。目前，針對(duì)采煤工作面破碎煤巖體超前加固所采取的注漿方式都是淺孔注漿。一般鉆孔深度在2m-5m，在采煤工作面注漿，隨注隨采。不僅不能從根本上解決斷層、褶皺及裂隙發(fā)育帶等構(gòu)造帶帶來(lái)的安全隱患，而且影響采煤工作面的正常生產(chǎn)，降低了煤礦生產(chǎn)效率。

實(shí)用新型內(nèi)容(一 )要解決的技術(shù)問(wèn)題本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是如何提供一種工藝簡(jiǎn)單、成本較低、且不會(huì)影響采煤工作面作業(yè)的破碎煤巖體注漿系統(tǒng)。( 二 )技術(shù)方案為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種破碎煤巖體注漿系統(tǒng)，包括深孔、封孔器和化學(xué)注漿機(jī)；所述深孔位于回采工作面前方的回采順槽的破碎煤巖體上，其開(kāi)口朝下；所述封孔器的前端連接有射漿管，其末端連接有注漿管，所述封孔器位于所述深孔內(nèi)，用于封孔，所述射漿管用于對(duì)鉆孔進(jìn)行注漿，所述注漿管的另一端與化學(xué)注漿機(jī)連接，所述化學(xué)注漿機(jī)用于提供漿液以對(duì)封孔器進(jìn)行加壓并注漿。其中，所述封孔器包括連接套、堵片、芯管、膠筒和閥座，所述連接套和閥座分別位于所述芯管的兩端，所述連接套與所述射漿管連接，所述閥座與所述注漿管連接，所述堵片通過(guò)第一扣壓環(huán)安裝在連接套和芯管的連接處，所述膠筒在所述芯管的外部，所述芯管的管壁上設(shè)有出液孔。其中，所述化學(xué)注漿機(jī)包括注漿泵、注漿桶、注液三通和靜態(tài)混合器，所述注漿泵與注漿桶連接，所述注漿桶包括兩個(gè)注漿桶體，每個(gè)注漿桶體內(nèi)分別盛裝一種漿液，所述兩個(gè)注漿桶體分別通過(guò)排液管與注液三通連接，所述注液三通的另一出口與靜態(tài)混合器連接，所述靜態(tài)混合器通過(guò)高壓膠管與注漿管連接。[0010]其中，所述注漿管的兩端分別采用絲扣與封孔器和化學(xué)注漿機(jī)連接。其中，所述注漿泵由風(fēng)壓提供動(dòng)力。(三)有益效果上述技術(shù)方案提供的一種破碎煤巖體注漿系統(tǒng)，在回采工作面前方的回采順槽的破碎煤巖體上的深孔內(nèi)采用封孔器、射漿管、注漿管和化學(xué)注漿機(jī)進(jìn)行分段封孔和注漿，工藝簡(jiǎn)單、成本較低、且不會(huì)影響采煤工作面作業(yè)；進(jìn)一步地，注漿管的兩端分別采用絲扣與封孔器和化學(xué)注漿機(jī)，可避免注漿管與封孔器分離時(shí)后續(xù)的注漿管脫落，同時(shí)可使封孔器末端的注漿管順利拔出以不對(duì)下一段的注漿作業(yè)造成影響。

圖I是本實(shí)用新型破碎煤巖體注漿系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型封孔器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型的工作原理圖。其中，I、破碎煤巖體；2、深孔；3、封孔器；3a、連接套；3b、堵片；3d、芯管；3e、膠筒；3f、閥座；3g、第一扣壓環(huán)；3h、出液孔；3i、第二扣壓環(huán)；3j、彈簧；3k、鋼球；4、射漿管；
5、注漿管；6a、注漿泵；6b、注漿桶；6c、注液三通；6d、靜態(tài)混合器；6e、排液管；6f、高壓膠管；7、風(fēng)壓管。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本實(shí)用新型，但不用來(lái)限制本實(shí)用新型的范圍。如圖I和圖2，一種破碎煤巖體注漿方法，在回采工作面前方的回采順槽的破碎煤巖體上進(jìn)行注漿，其注漿方法包括步驟I、采用鉆頭在破碎煤巖體I上進(jìn)行鉆孔，并鉆出一深孔2 ;具體為在回采順槽內(nèi)選擇距離斷層破碎帶相對(duì)最近的地點(diǎn)安放鉆機(jī)，鉆機(jī)與鉆頭連接，由于需要鉆孔的深度比較長(zhǎng)，一般使用地質(zhì)鉆機(jī)配備C 93鉆，鉆孔的方向、傾角、高度根據(jù)破碎煤巖體的具體情況而定，鉆孔方向要與斷層破碎帶斜交或正交，盡量降低鉆孔的長(zhǎng)度、直到傾斜向上穿過(guò)斷層等破碎帶Im 2m,鉆孔的深度一般為15 40m ；步驟2、在深孔2內(nèi)插入連接有射漿管4和注漿管5的封孔器3，射漿管4連接在封孔器3的前端，注漿管5連接在封孔器3的末端，注漿管5的另一端與化學(xué)注漿機(jī)連接；其中，在化學(xué)注漿機(jī)與注漿管5連接之前，用清洗液清洗注漿桶6b，然后在料筒6b內(nèi)加入漿液后再與注漿管5連接；該化學(xué)注漿機(jī)的注漿泵6a與風(fēng)壓管7連接，由風(fēng)壓提供動(dòng)力，以保證煤礦井下的安全作業(yè)；步驟3、根據(jù)深孔2的深度分段進(jìn)行封孔和注漿開(kāi)啟化學(xué)注漿機(jī)對(duì)封孔器3進(jìn)行加壓封孔，當(dāng)達(dá)到推動(dòng)堵片3b的設(shè)計(jì)壓力時(shí)堵片3b被推開(kāi)，射漿管4對(duì)深孔2進(jìn)行注漿；具體為根據(jù)注漿泵6a的最大壓力以及裂隙發(fā)育情況確定各注漿段的長(zhǎng)度，一般注漿段長(zhǎng)度在Sm 15m之間，將射漿管4與封孔器3逐段連接送入深孔2，然后通過(guò)注漿管5與化學(xué)注漿機(jī)連接進(jìn)行封孔和注漿，當(dāng)漿液逐漸進(jìn)入管路，壓力升高，封孔器3發(fā)生變形膨脹與鉆孔壁面貼合緊密，漿液將沖破堵片，沿著射漿管4進(jìn)入鉆孔擴(kuò)散到破碎煤巖體裂隙，待注漿壓力升高到設(shè)計(jì)壓力時(shí)、停止注漿泵6a、打開(kāi)管路泄壓閥，拆卸封孔器末端的注漿管5。為了使得在拆卸的過(guò)程中可以一次性將封孔器3與注漿管5分離而不會(huì)導(dǎo)致在鉆孔內(nèi)后續(xù)連接的注漿管脫落，同時(shí)可使封孔器末端的注漿管順利拔出以不對(duì)下一段的注漿作業(yè)造成影響，注漿管5的兩端分別采用絲扣與封孔器3和化學(xué)注漿機(jī)連接，同時(shí)在封孔器末端所采用的連接套3a為反扣形式。為了保證漿料的固化能力，本實(shí)施例的化學(xué)注漿機(jī)包括兩種漿液，該兩種漿液經(jīng)注液三通6c注入靜態(tài)混合器6d進(jìn)行混合后通過(guò)注漿管注入封孔器。該靜態(tài)混合器6d包括混合管體和安裝在該混合管體內(nèi)部的螺旋狀芯管，保證漿液通過(guò)時(shí)能很好的進(jìn)行混合達(dá)到理想的加固效果，該混合管體為直徑6分，IOOmm長(zhǎng)的無(wú)縫鋼管。如圖3，上述步驟3中的分段進(jìn)行封孔和注漿的具體過(guò)程為第一階段在回采工作面內(nèi)遇到斷層、褶曲等構(gòu)造破碎帶情況下，在采煤工作面前·方的回采順槽的破碎煤巖體I平行布置一排2 3個(gè)注漿深孔，深度為15m 20m ;使用封孔器3進(jìn)行封孔，分段注漿，第一段封孔深度為Sm 10米，封孔器3連接7m Sm的射漿管4，射漿管4隔O. 3m開(kāi)設(shè)射漿孔以使?jié){液能擴(kuò)散到鉆孔周?chē)钠扑槊簬r體內(nèi)，孔徑為；第二段封孔在鉆孔口兩米處進(jìn)行封孔和注漿；在掘進(jìn)工作面內(nèi)遇到斷層、褶曲等構(gòu)造破碎帶情況下，第一階段注漿完畢后可進(jìn)行正常掘進(jìn)施工，在掘進(jìn)至鉆孔底部前方Im 2m處時(shí)，停止掘進(jìn)進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)的注漿，通過(guò)兩個(gè)注漿循環(huán)與掘進(jìn)，逐漸摸索漿液滲透規(guī)律和擴(kuò)散范圍，可加大注漿孔的深度以使回采順槽掘進(jìn)能夠正?；坏诙A段將注漿孔深度加大至30m 40m，分段注漿，進(jìn)行第一段注漿，將封孔器塞到離孔口 15m 20m處，封孔器連接14m 19m米射漿管，射漿管隔O. 5m開(kāi)設(shè)射漿孔以使?jié){液能擴(kuò)散到鉆孔周?chē)钠扑槊簬r體內(nèi)，孔徑Φ 3mm,為使達(dá)到良好的注漿效果適當(dāng)提高注漿壓力以使?jié){液能夠很好的滲透；第二段注漿封孔到離鉆孔口的2m處進(jìn)行封孔和注漿。如圖1，本實(shí)用新型的一種破碎煤巖體注漿系統(tǒng)，包括深孔2、封孔器3和化學(xué)注漿機(jī)；深孔2位于回采工作面前方的回采順槽的破碎煤巖體I上，其開(kāi)口朝下；封孔器3的前端連接有射漿管4，其末端連接有注漿管5，封孔器3位于深孔2內(nèi)，用于封孔，射漿管4用于對(duì)深孔2進(jìn)行注漿，注漿管5的另一端與化學(xué)注漿機(jī)連接，化學(xué)注漿機(jī)用于提供漿液以對(duì)封孔器3進(jìn)行加壓。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，可實(shí)現(xiàn)對(duì)破碎煤巖體一次性封孔和注漿，切不會(huì)對(duì)回采工作面的作業(yè)造成影響。優(yōu)選地，化學(xué)注漿機(jī)包括注漿泵6a、注漿桶6b、注液三通6c和靜態(tài)混合器6d，注漿泵6a與注漿桶6b連接，注漿桶6b包括兩個(gè)注漿桶體，每個(gè)注漿桶體內(nèi)分別盛裝一種漿液，兩個(gè)注漿桶體分別通過(guò)排液管6e與注液三通6c連接，注液三通6c的另一出口與靜態(tài)混合器6d連接，該靜態(tài)混合器6d通過(guò)高壓膠管6f與注漿管5連接。優(yōu)選地，注漿泵6a與風(fēng)壓管7連接，由風(fēng)壓提供動(dòng)力，以保證煤礦內(nèi)的安全作業(yè)。優(yōu)選地，如圖2所示，本實(shí)施例的封孔器3包括連接套3a、堵片3b、芯管3d、膠筒3e和閥座3f，連接套3a和閥座3f分別位于芯管3d的兩端，連接套3a與射漿管4連接，閥座3f與注漿管5連接，堵片3b通過(guò)第一扣壓環(huán)3g安裝在連接套3a和芯管3d的連接處，膠筒3e位于芯管3d的外部，芯管3d的管壁上設(shè)有出液孔3h ;漿液通過(guò)該出液孔3h流入芯管3d與膠筒3e之間的空隙，在注漿泵6a的加壓作用下，漿液充滿芯管3d與膠筒3e之間的空隙，致使膠管3e膨脹與深孔2緊密貼合，使得膠管3e外表面與鉆孔I內(nèi)壁的摩擦力增加，實(shí)現(xiàn)了封孔的目的；隨著注漿泵6a對(duì)封孔器3施加的壓力升高，當(dāng)壓力超過(guò)設(shè)定的壓力值時(shí)，一般為3Mpa時(shí)，漿液將沖開(kāi)封孔器3前端的堵片3b，使得漿液沿著射漿管4進(jìn)入深孔2并逐漸與破碎煤巖體I固化，實(shí)現(xiàn)了一次性封孔注漿。膠筒3e通過(guò)第二扣壓環(huán)3i與芯管3d相固定。為了使?jié){液不 倒流，在芯管3d與閥座3f之間依次設(shè)有彈簧3 j和鋼球3k。為了使得在拆卸的過(guò)程中可以一次性將封孔器3與注漿管5分離而不會(huì)導(dǎo)致在鉆孔內(nèi)后續(xù)連接的注漿管脫落，同時(shí)可使封孔器末端的注漿管順利拔出以不對(duì)下一段的注漿作業(yè)造成影響，本實(shí)用新型的注漿管5的兩端分別采用絲扣與封孔器3和化學(xué)注漿機(jī)連接，同時(shí)在封孔器末端所采用的連接套3a為反扣形式，注漿管5由6分無(wú)縫鋼管制成，可以制成Im 2m長(zhǎng)短。射衆(zhòng)管4 一般由壁厚為3mm的6分PVC管制成,根據(jù)需要切割成lm_2m長(zhǎng)的分段，插入鉆孔的射漿管長(zhǎng)度根據(jù)受漿段長(zhǎng)度決定，基本上按照受漿段長(zhǎng)度減少I(mǎi)m來(lái)確定。以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和替換，這些改進(jìn)和替換也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種破碎煤巖體注漿系統(tǒng)，其特征在于，包括深孔、封孔器和化學(xué)注漿機(jī)；所述深孔位于回采工作面前方的回采順槽的破碎煤巖體上，其開(kāi)口朝下；所述封孔器的前端連接有射漿管，其末端連接有注漿管，所述封孔器位于所述深孔內(nèi)，用于封孔，所述射漿管用于對(duì)鉆孔進(jìn)行注漿，所述注漿管的另一端與化學(xué)注漿機(jī)連接，所述化學(xué)注漿機(jī)用于提供漿液以對(duì)封孔器進(jìn)行加壓并注漿。
2.如權(quán)利要求I所述的破碎煤巖體注漿系統(tǒng)，其特征在于，所述封孔器包括連接套、堵片、芯管、膠筒和閥座，所述連接套和閥座分別位于所述芯管的兩端，所述連接套與所述射漿管連接，所述閥座與所述注漿管連接，所述堵片通過(guò)第一扣壓環(huán)安裝在連接套和芯管的連接處，所述膠筒在所述芯管的外部，所述芯管的管壁上設(shè)有出液孔。
3.如權(quán)利要求I所述的破碎煤巖體注漿系統(tǒng)，其特征在于，所述化學(xué)注漿機(jī)包括注漿泵、注漿桶、注液三通和靜態(tài)混合器，所述注漿泵與注漿桶連接，所述注漿桶包括兩個(gè)注漿桶體，每個(gè)注漿桶體內(nèi)分別盛裝一種漿液，所述兩個(gè)注漿桶體分別通過(guò)排液管與注液三通連接，所述注液三通的另一出口與靜態(tài)混合器連接，所述靜態(tài)混合器通過(guò)高壓膠管與注漿管連接。
4.如權(quán)利要求I所述的破碎煤巖體注漿系統(tǒng)，其特征在于，其特征在于，所述注漿管的兩端分別采用絲扣與封孔器和化學(xué)注漿機(jī)連接。
5.如權(quán)利要求3所述的破碎煤巖體注漿系統(tǒng)，其特征在于，所述注漿泵由風(fēng)壓提供動(dòng)力。
專利摘要本實(shí)用新型涉及煤礦開(kāi)采技術(shù)領(lǐng)域，本實(shí)用新型公開(kāi)了一種破碎煤巖體注漿系統(tǒng)，該注漿系統(tǒng)包括包括深孔、封孔器和化學(xué)注漿機(jī)；所述深孔位于回采工作面前方的回采順槽的破碎煤巖體上，其開(kāi)口朝下；所述封孔器的前端連接有射漿管，其末端連接有注漿管，所述封孔器位于深孔內(nèi)，用于封孔，所述射漿管用于對(duì)鉆孔進(jìn)行注漿，所述注漿管的另一端與化學(xué)注漿機(jī)連接，所述化學(xué)注漿機(jī)用于提供漿液以對(duì)封孔器進(jìn)行加壓并注漿。本實(shí)用新型在回采工作面前方的回采順槽的破碎煤巖體上的鉆孔內(nèi)采用封孔器、射漿管、注漿管和化學(xué)注漿機(jī)進(jìn)行分段注漿，工藝簡(jiǎn)單、成本較低、且不會(huì)影響采煤工作面作業(yè)。
文檔編號(hào)E21B33/13GK202531098SQ201220138430
公開(kāi)日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月1日
發(fā)明者馮志強(qiáng), 呂華文, 康紅普, 張鎮(zhèn), 楊景賀 申請(qǐng)人:天地科技股份有限公司