CN103174436A - 一种注浆导管及具有该注浆导管的注浆设备 - Google Patents
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Abstract
本发明的实施例公开了一种注浆导管及具有该注浆导管的注浆设备，涉及注浆设备。为解决便于对深部围岩的破碎区域进行注浆的问题而发明。所述注浆导管，包括：深部注浆分管，所述深部注浆分管的一端封闭，另一端可拆装地连接有接口连接分管；其中所述深部注浆分管的管壁上开设有出浆孔。所述注浆设备中具有该注浆导管。本发明适用于井下巷道破碎围岩深部进行注浆加固。
Description
技术领域
本发明涉及注浆设备，尤其涉及注浆设备的注浆导管。
背景技术
在矿井开拓过程中常常揭露断层破碎带，或者在遭受采动支承应力作用的煤层中掘进巷道，巷道开挖后，原有的巷道围岩弱面和裂隙进一步发展，巷道围松动范围进一步扩大，尤其是巷道围岩深部破碎发育，难以给锚固支护尤其是锚索支护提供可靠的着力点，给巷道支护带来极大困难。
现有技术中的注浆管如图1所示，这种注浆管为一根直管，其上开设有注浆孔。并且这种注浆管通常较短，仅有几米长，只能对浅部破碎区域进行注浆，难以对大范围深部破碎区域进行注浆。
发明内容
本发明要解决的一个技术问题是提供一种注浆导管，便于对深部围岩的破碎区域进行注浆。
为解决上述技术问题，本发明的实施例注浆导管采用如下技术方案：
一种注浆导管，包括：深部注浆分管，所述深部注浆分管的一端封闭，另一端可拆装地连接有接口连接分管；其中所述深部注浆分管的管壁上开设有出浆孔。
进一步地，所述接口连接分管包括：注浆接口分管和中部连接分管；其中所述中部连接分管可拆装地连接在所述注浆接口分管和所述深部注浆分管之间。
进一步地，所述中部连接分管由至少两个管段可拆装地首尾对接在一起组成。
进一步地，所述的注浆导管还包括第一和第二两个封孔结构，其中第一封孔结构套装在所述深部注浆分管的、靠近所述接口连接分管的一端的外壁上，第二封孔结构设置在所述深部注浆分管的、远离所述接口连接分管的一端的端口处并将所述端口封闭；或者第一封孔结构套装在所述深部注浆分管的、靠近所述接口连接分管的一端的外壁上，第二封孔结构套装在所述深部注浆分管的、远离所述接口连接分管的一端的外壁上。
进一步地，所述注浆接口分管、中部连接分管和深部注浆分管，依次首尾相接并通过螺纹连接在一起。
进一步地，所述中部连接分管与深部注浆分管之间螺纹连接的螺纹方向，与所述注浆接口分管与所述中部连接分管之间螺纹连接的螺纹方向相反。
进一步地，所述出浆孔为多个，相互间隔地开设在所述深部注浆分管的管壁上；并且每个出浆孔均为喇叭孔，朝向深部注浆分管外部的开口小于朝向深部注浆分管内部的开口。
进一步地，所述注浆接口分管的入口端连接有注浆软管。
相对于现有技术中采用单一结构的注浆导管而言，本发明实施例的注浆导管，采用深部注浆分管与接口连接分管组合连接的结构形式，加长注浆的管路，从而便于对深部围岩的破碎区域进行注浆。
本发明要解决的另一个技术问题是提供一种注浆设备，能够对深部围岩的破碎区域进行注浆。
为解决上述技术问题，本发明的实施例注浆设备采用如下技术方案：
一种注浆设备，包括前述任一项所述的注浆导管；所述注浆设备还包括：注浆泵，所述注浆泵的进浆管与浆液桶相连，出浆管与注浆软管相连，并且在所述注浆泵的出浆管上安装有压力表；
所述注浆软管的出浆端与插入式注浆嘴的进浆口相连，所述插入式注浆嘴的出浆口插入所述注浆接口分管的入口端，并且在所述插入式注浆嘴的出浆口的外周与所述注浆接口分管的入口端的内壁之间设置有采用麻绳或布条制成的堵浆部件；
在所述插入式注浆嘴上安装有阀门，所述阀门上连接有控制阀门打开的控制柄，所述控制柄呈圆弧形或圆球形；所述插入式注浆嘴的出浆口插入所述注浆接口分管的入口端的过程中，所述阀门的控制柄自所述注浆接口分管入口端的外部进入所述注浆接口分管的入口端内部，并在所述注浆接口分管入口端的阻滞作用下朝向所述插入式注浆嘴的中心轴线方向移动，从而带动阀门移动使得阀门打开；所述插入式注浆嘴的出浆口拔出所述注浆接口分管的入口端的过程中，在所述插入式注浆嘴的出浆口尚未完全拔出所述注浆接口分管入口端时，所述阀门的控制柄脱离所述注浆接口分管入口端，并在复位弹簧的作用下自动复位，从而带动阀门复位至关闭状态。
进一步地，所述的注浆设备还包括：压力传感器，设置在所述深部注浆分管上，用于感测深部注浆分管处的注浆压力；注浆控制单元，分别于所述压力传感器、所述压力表和所述注浆泵的控制电路相连；所述注浆控制单元接收所述压力传感器所感测的注浆压力信号，接收所述压力表的压力信号，并将接收到的压力传感器所感测的注浆压力信号与所述压力表的压力信号进行比较，当所述压力传感器所感测的注浆压力与所述压力表所测量的压力一致并达到预定值时，所述注浆控制单元控制所述注浆泵停止注浆。
相对于现有注浆设备中采用单一结构的注浆导管而言，本发明实施例注浆设备的注浆导管，采用深部注浆分管与接口连接分管组合连接的结构形式，加长注浆的管路，从而能够对深部围岩的破碎区域进行注浆。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为现有技术中注浆导管的结构示意图；
图2为本发明注浆导管实施例的结构示意图；
图3为本发明中注浆设备实施例的结构示意图；
图4为图3所示注浆设备中插入式注浆嘴的结构示意图；
图5为本发明注浆设备一实施例中注浆泵的控制方框示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图2所示，本发明实施例一种注浆导管，包括：深部注浆分管1，所述深部注浆分管的一端封闭，另一端可拆装地连接有接口连接分管2；其中所述深部注浆分管1的管壁上开设有出浆孔11。本发明实施例的注浆导管，采用深部注浆分管1与接口连接分管2组合连接的结构形式，加长了注浆的管路，便于对深部围岩的破碎区域进行注浆。其中深部注浆分管与接口连接分管采用可拆装的连接方式，便于在注浆完成后，深部注浆分管留在注浆孔底处，而接口连接分管则能够拆卸下来重复利用，减少注浆导管成本。
在前述注浆导管实施例中，所述接口连接分管2可以是一根较长的管路。为了便于适应现场不同的注浆深度，优选地，所述接口连接分管2包括：注浆接口分管21和中部连接分管22；其中所述中部连接分管22可拆装地连接在所述注浆接口分管21和所述深部注浆分管1之间，起到运送浆液至深部注浆分管的作用。这样能够根据现场实际注浆深度的要求，选择在所述注浆接口分管21和所述深部注浆分管1之间连接或不连接中部连接分管22，具有较好的现场适应性。
在前述注浆导管实施例中，进一步地，所述中部连接分管22由至少两个管段可拆装地首尾对接在一起组成。这样能够根据现场实际注浆深度的要求，选择在所述注浆接口分管21和所述深部注浆分管1之间连接由一根或多根管段组成的中部连接分管22，保证注浆深度，具有更好的现场适应性。
在前述注浆导管实施例中，为了便于定位注浆，有效提高围岩注浆效率和减少注浆成本，优选地，所述的注浆导管还包括第一和第二两个封孔结构3、4，其中第一封孔结构3套装在所述深部注浆分管的、靠近所述接口连接分管的一端的外壁上，第二封孔结构4设置在所述深部注浆分管的、远离所述接口连接分管的一端的端口处并将所述端口封闭。所述第一和第二两个封孔结构3、4的外径均大于所述深部注浆分管的外径。所述第一封孔结构3保证注浆时浆液不会沿注浆孔流出，第二封孔结构4保证注浆时浆液不会朝向注浆孔的孔底方向流动。第一和第二两个封孔结构3、4相配合，使得浆液只能向深部注浆分管的管壁外侧流动或渗透。第一封孔结构3可采用中空水泥药卷，第二封孔结构4可采用普通水泥药卷。
可选地，第一封孔结构3套装在所述深部注浆分管的、靠近所述接口连接分管的一端的外壁上，第二封孔结构4套装在所述深部注浆分管的、远离所述接口连接分管的一端的外壁上。这种情况下，第一和第二两个封孔结构3、4均可采用中空水泥药卷。
所述的封孔结构除了采用水泥药卷进行封孔外，还可以采用树脂药卷。
本实施例中，注浆导管可对井下巷道深部关键部位进行注浆，而不对巷道浅部破碎围岩注浆，采用两段封孔结构保证深孔注浆深度和注浆范围。
在前述注浆导管实施例中，所述注浆接口分管21、中部连接分管22和深部注浆分管1，依次首尾相接并通过可拆装的方式连接在一起。比如通过可插拔的方式、或卡套式结构连接在一起。优选地，所述注浆接口分管21、中部连接分管22和深部注浆分管1，依次首尾相接并通过螺纹连接在一起。采用螺纹连接，保证注浆过程中的密实性。
为了在注浆结束后，除了深孔注浆分管外，便于接管口分管和中部连接分管的拆卸，重复利用，所述中部连接分管22与深部注浆分管1之间螺纹连接的螺纹方向，与所述注浆接口分管21与所述中部连接分管22之间螺纹连接的螺纹方向相反。
在前述注浆导管实施例中，所述深部注浆分管1上的出浆孔11为多个，相互间隔地开设在所述深部注浆分管的管壁上；并且每个出浆孔均为喇叭孔，朝向深部注浆分管外部的开口小于朝向深部注浆分管内部的开口。出浆孔采用喇叭孔的结构形式，一方面便于浆液从深部注浆分管内部朝向其外部的流出，另一方便有利于防止浆液自深部注浆分管外部朝向其内部的回流。
参看图3所示，在前述注浆导管实施例中，所述注浆接口分管21的入口端连接有注浆软管5，这样便于注浆泵6与注浆接口分管21之间的柔性连接。所述注浆软管5可直接连接在注浆接口分管21的入口端，也可通过注浆嘴连接在注浆接口分管21的入口端。
在本发明注浆导管一实施例中，注浆导管的直径，略小于钻孔的直径。这样使得注浆导管的直径能够尽可能地大，能够单独插入钻孔中进行注浆，有利于实现快速注浆，提高注浆效率和注浆范围。注浆导管的杆体可由空心钢管或塑料管制成。
参看图3所示，本发明实施例还提供一种注浆设备，该注浆设备，包括任一实施例所述的注浆导管，所述注浆软管用来插入钻孔中，钻孔周围为围岩；所述注浆设备还包括：注浆泵6，所述注浆泵6的进浆管与浆液桶7相连，出浆管与注浆软管5相连，并且在所述注浆泵6的出浆管上安装有压力表8；所述注浆软管的出浆端与插入式注浆嘴9的进浆口10相连，所述插入式注浆嘴9的出浆口12插入所述注浆接口分管21的入口端，并且在所述插入式注浆嘴9的出浆口12的外周与所述注浆接口分管的入口端的内壁之间设置有采用麻绳或布条制成的堵浆部件14。
参看图4所示，在所述插入式注浆嘴9上安装有阀门15，所述阀门15上连接有控制阀门15打开的控制柄16，所述控制柄16呈圆弧形或圆球形，图中所示的控制柄16呈圆弧形；所述插入式注浆嘴9的出浆口12插入所述注浆接口分管21的入口端的过程中，所述阀门15的控制柄16自所述注浆接口分管21入口端的外部进入所述注浆接口分管21的入口端内部，并在所述注浆接口分管21入口端的阻滞作用下朝向所述插入式注浆嘴9的中心轴线方向移动，从而带动阀门15移动使阀门15上的阀孔与插入式注浆嘴9的中心孔相对应（图中未示出），阀门15处于打开状态，此时可以开启注浆泵6进行注浆，图3中的箭头表示浆液的流动方向，标记13表示注浆区域。当注浆结束后，所述插入式注浆嘴9的出浆口12拔出所述注浆接口分管21的入口端的过程中，在所述插入式注浆嘴9的出浆口12尚未完全拔出所述注浆接口分管21入口端时，所述阀门15的控制柄16脱离所述注浆接口分管21入口端，并在复位弹簧17的作用下自动复位，从而带动阀门15复位使阀门15上的阀孔与插入式注浆嘴9的中心孔相错开（图中未示出），阀门15将插入式注浆嘴9的中心孔堵塞，即阀门15处于关闭状态。
本发明实施例注浆设备的注浆导管，采用深部注浆分管与接口连接分管组合连接的结构形式，加长注浆的管路，从而能够对深部围岩的破碎区域进行注浆。
参看图5所示，在前述注浆设备实施例中，进一步地，所述的注浆设备还包括：压力传感器17，设置在所述深部注浆分管1上，用于感测深部注浆分管处的注浆压力；注浆控制单元18，分别于所述压力传感器17、所述压力表8和所述注浆泵的控制电路19相连；所述注浆控制单元18接收所述压力传感器17所感测的注浆压力信号，接收所述压力表8的压力信号，并将接收到的压力传感器17所感测的注浆压力信号与所述压力表8的压力信号进行比较，当所述压力传感器17所感测的注浆压力与所述压力表8所测量的压力一致并达到预定值时，所述注浆控制单元18通过所述注浆泵的控制电路19控制所述注浆泵6停止注浆。
通过所述注浆控制单元接收所述压力传感器所感测的注浆压力信号和所述压力表的压力信号，并将二者进行比较，当二者相一致并达到预定值时，所述注浆控制单元控制所述注浆泵停止注浆，这样能够更加准确地实现深部定位注浆，对于中部连接分管因受其外部围岩的挤压变形甚至破损而导致浆液中途溢出的情况，也能及时发现。
本发明实施例注浆导管和注浆设备，能够对井下十几米甚至几十米深的深孔进行定位注浆，能够有效地对井下巷道破碎围岩深部进行注浆加固。通过对井下深部围岩进行注浆，改善深部破碎围岩结构及其性能，提高井下巷道深部围岩承载能力，可为巷道锚索支护提供可靠的着力点，有利于实现大范围破碎围岩巷道的安全支护。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种注浆导管，其特征在于，包括：深部注浆分管，所述深部注浆分管的一端封闭，另一端可拆装地连接有接口连接分管；其中
所述深部注浆分管的管壁上开设有出浆孔。
2.根据权利要求1所述的注浆导管，其特征在于，所述接口连接分管包括：注浆接口分管和中部连接分管；其中所述中部连接分管可拆装地连接在所述注浆接口分管和所述深部注浆分管之间。
3.根据权利要求2所述的注浆导管，其特征在于，所述中部连接分管由至少两个管段可拆装地首尾对接在一起组成。
4.根据权利要求2所述的注浆导管，其特征在于，还包括第一和第二两个封孔结构，其中
第一封孔结构套装在所述深部注浆分管的、靠近所述接口连接分管的一端的外壁上，第二封孔结构设置在所述深部注浆分管的、远离所述接口连接分管的一端的端口处并将所述端口封闭；或者
第一封孔结构套装在所述深部注浆分管的、靠近所述接口连接分管的一端的外壁上，第二封孔结构套装在所述深部注浆分管的、远离所述接口连接分管的一端的外壁上。
5.根据权利要求2或3所述的注浆导管，其特征在于，所述注浆接口分管、中部连接分管和深部注浆分管，依次首尾相接并通过螺纹连接在一起。
6.根据权利要求1至5任一项所述的注浆导管，其特征在于，所述中部连接分管与深部注浆分管之间螺纹连接的螺纹方向，与所述注浆接口分管与所述中部连接分管之间螺纹连接的螺纹方向相反。
7.根据权利要求1至6任一项所述的注浆导管，其特征在于，所述出浆孔为多个，相互间隔地开设在所述深部注浆分管的管壁上；并且
每个出浆孔均为喇叭孔，朝向深部注浆分管外部的开口小于朝向深部注浆分管内部的开口。
8.根据权利要求1至6任一项所述的注浆导管，其特征在于，所述注浆接口分管的入口端连接有注浆软管。
9.一种注浆设备，其特征在于，包括前述1至7任一项所述的注浆导管；所述注浆设备还包括：
注浆泵，所述注浆泵的进浆管与浆液桶相连，出浆管与注浆软管相连，并且在所述注浆泵的出浆管上安装有压力表；
所述注浆软管的出浆端与插入式注浆嘴的进浆口相连，所述插入式注浆嘴的出浆口插入所述注浆接口分管的入口端，并且在所述插入式注浆嘴的出浆口的外周与所述注浆接口分管的入口端的内壁之间设置有堵浆部件；
在所述插入式注浆嘴上安装有阀门，所述阀门上连接有控制阀门打开的控制柄，所述控制柄呈圆弧形或圆球形；所述插入式注浆嘴的出浆口插入所述注浆接口分管的入口端的过程中，所述阀门的控制柄自所述注浆接口分管入口端的外部进入所述注浆接口分管的入口端内部，并在所述注浆接口分管入口端的阻滞作用下朝向所述插入式注浆嘴的中心轴线方向移动，从而带动阀门移动使得阀门打开；所述插入式注浆嘴的出浆口拔出所述注浆接口分管的入口端的过程中，在所述插入式注浆嘴的出浆口尚未完全拔出所述注浆接口分管入口端时，所述阀门的控制柄脱离所述注浆接口分管入口端，并在复位弹簧的作用下自动复位，从而带动阀门复位至关闭状态。
10.根据权利要求9所述的注浆设备，其特征在于，还包括：
压力传感器，设置在所述深部注浆分管上，用于感测深部注浆分管处的注浆压力；
注浆控制单元，分别于所述压力传感器、所述压力表和所述注浆泵的控制电路相连；
所述注浆控制单元接收所述压力传感器所感测的注浆压力信号，接收所述压力表的压力信号，并将接收到的压力传感器所感测的注浆压力信号与所述压力表的压力信号进行比较，当所述压力传感器所感测的注浆压力与所述压力表所测量的压力一致并达到预定值时，所述注浆控制单元控制所述注浆泵停止注浆。
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