CN112627818A - 一种基于松散岩煤层注浆加固的超细水泥灌注方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于松散岩煤层注浆加固的超细水泥灌注方法，包括：小导管加工；确定钻制引管孔；插入小导管；施工止浆墙；集中配浆注浆；质量检查；混合注浆设备包括底板、侧板、搅拌壳体、进料口、搅拌组件、竖隔板、横隔板、第一电磁阀、混合斗、第二电磁阀、微型马达、混合叶片、注浆泵、出浆管、连接壳体、出浆孔、挡片、导板、支杆、弹簧、连接头、注浆管、转轴、第一齿轮、第二齿轮、支撑轴和限位把手，搅拌组件包括搅拌电机、搅拌轴和搅拌叶片，该发明，施工工期短，利于操作，且浆液扩散范围内土层固结，不会坍塌，设备集中，多功能集中使用，方便快捷，减少人员成本；环保可靠，且不易对地下水或周围环境造成影响。
Description
技术领域
本发明涉及煤层开采技术领域，具体为一种基于松散岩煤层注浆加固的超细水泥灌注方法。
背景技术
在基于松散岩煤层开挖时，由于岩层松散，易出现地层坍塌现象，且当松散岩内有地层残留水时，容易出现涌水、流泥、流砂等现象，影响开挖进程，耽误施工进度，因此设计一种基于松散岩煤层注浆加固的超细水泥灌注方法是十分有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于松散岩煤层注浆加固的超细水泥灌注方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种基于松散岩煤层注浆加固的超细水泥灌注方法，包括如下步骤；
步骤S1：将小导管前端加工成圆锥形，并封焊严实，且管侧壁钻设有溢浆孔，小导管尾端外壁边缘向内侧略微收紧；
步骤S2：在施工现场的表面按照梅花型确定引孔点，再通过煤电钻在引孔点处垂直钻取深孔，孔深为小导管总长的0.9倍，且直径也为小导管外径的0.9倍；
步骤S3：将小导管前端椎体对准上述步骤中钻出的管孔，用风镐顶入，管尾端在同一剖面且外露5％的长度；
步骤S4：用棉纱封堵好小导管管口，挂网喷射混凝土，层厚为小导管长度的2％-2.5％；
步骤S5：再利用混合注浆设备根据需要集中配置注浆浆液，而后再按照从外往里、从下往上、隔1注1的注浆次序进行施工；
步骤S6：注浆完成后等待浆液凝固，并采取试探性开挖，在浆液扩散范围内的松散岩层不松散，不坍塌为合格标准。
作为本发明进一步的方案：所述步骤S1中，小导管侧壁上的溢浆孔外侧设置有扩孔，且用金属片封孔，小导管的管身轴线与前端圆锥的中线在同一条直线上。
作为本发明进一步的方案：所述步骤S5中的混合注浆设备包括搅拌壳体，所述搅拌壳体的侧面底部对应固接有两个侧板，且搅拌壳体的内部中央安装有竖隔板，所述竖隔板两侧的搅拌壳体顶部嵌设有两个搅拌组件，所述搅拌壳体的底部连通有混合斗，且连接处设置有横隔板，所述横隔板上对应嵌入安装有两个第一电磁阀，且两个第一电磁阀的轴线与上方对应的搅拌组件轴线在同一条直线上，所述横隔板的底部中央通过密封壳体安装有微型马达，且微型马达的输出端通过旋转泛塞封贯穿密封壳体的底部内壁安装有混合叶片，所述混合斗的底部安装有第二电磁阀。
作为本发明进一步的方案：两个所述侧板竖直固定安装在底板的顶部两侧，且底板的底部四角均通过螺栓安装有滚轮，所述注浆泵也固定安装在底板的顶部。
作为本发明进一步的方案：所述搅拌壳体的顶部对应开设有两个进料口，且两进料口关于竖隔板对称设置，两个进料口的圆心连线与竖隔板所在平面垂直，所述搅拌壳体与侧板的连接处对应固接有转轴，且两根转轴与侧板通过轴承连接，所述搅拌壳体一侧的转轴贯穿侧板与第一齿轮固接，且第一齿轮与第二齿轮相互啮合，所述第二齿轮通过支撑轴和轴承与侧板转动连接，且第二齿轮一侧垂直活动插接有限位把手，所述限位把手所对应的侧板上环设有插孔，且插孔环绕中心与支撑轴轴心重合。
作为本发明进一步的方案：所述搅拌组件包括搅拌电机、搅拌轴和搅拌叶片，所述搅拌电机安装在搅拌壳体的顶部，且输出端通过轴承贯穿搅拌壳体的顶部与搅拌轴固接，所述搅拌轴的侧面底部安装有搅拌叶片。
作为本发明进一步的方案：所述混合斗的底部与注浆泵的进液端连接，且注浆泵的出液端通过出浆管与连接壳体内部一侧连通，所述连接壳体内部中空，且另一侧等距离均匀开设有若干出浆孔，所述出浆孔位于连接壳体内部一端覆盖有挡片，且挡片的外侧固接有导板，所述导板的一端与支杆一端铰接，且支杆的另一端固接在连接壳体内壁，所述导板一侧与连接壳体内壁之间通过弹簧连接，且弹簧位于挡片与支杆之间的连接壳体内壁上。
作为本发明进一步的方案：所述出浆孔内壁设置有螺纹，且与连接头为配合构件，所述连接头与注浆管一端固接，且注浆管的另一端与小导管为配合构件。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：该基于松散岩煤层注浆加固的超细水泥灌注方法，施工工期短，利于操作，且浆液扩散范围内土层固结，不会坍塌，设备集中，多功能集中使用，方便快捷，减少人员成本；环保可靠，且不易对地下水或周围环境造成影响。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的整体流程示意图；
图2是本发明的混合注浆设备立体结构示意图；
图3是本发明的混合注浆设备内部结构示意图；
图4是图3中A区域结构放大示意图；
图5是本发明的齿轮位置结构示意图；
图中：1、底板；2、侧板；3、搅拌壳体；4、进料口；5、搅拌组件；6、竖隔板；7、横隔板；8、第一电磁阀；9、混合斗；10、第二电磁阀；11、微型马达；12、混合叶片；13、注浆泵；14、出浆管；15、连接壳体；16、出浆孔；17、挡片；18、导板；19、支杆；20、弹簧；21、连接头；22、注浆管；23、转轴；24、第一齿轮；25、第二齿轮；26、支撑轴；27、限位把手；51、搅拌电机；52、搅拌轴；53、搅拌叶片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种基于松散岩煤层注浆加固的超细水泥灌注方法，包括如下步骤；
步骤S1：将小导管前端加工成圆锥形，并封焊严实，且管侧壁钻设有溢浆孔，小导管尾端外壁边缘向内侧略微收紧，小导管侧壁上的溢浆孔外侧设置有扩孔，且用金属片封孔，小导管的管身轴线与前端圆锥的中线在同一条直线上；
步骤S2：在施工现场的表面按照梅花型确定引孔点，再通过煤电钻在引孔点处垂直钻取深孔，孔深为小导管总长的0.9倍，且直径也为小导管外径的0.9倍；
步骤S3：将小导管前端椎体对准上述步骤中钻出的管孔，用风镐顶入，管尾端在同一剖面且外露5％的长度；
步骤S4：用棉纱封堵好小导管管口，挂网喷射混凝土，层厚为小导管长度的2％-2.5％；
步骤S5：再利用混合注浆设备根据需要集中配置注浆浆液，而后再按照从外往里、从下往上、隔1注1的注浆次序进行施工；
步骤S6：注浆完成后等待浆液凝固，并采取试探性开挖，在浆液扩散范围内的松散岩层不松散，不坍塌为合格标准；
步骤S5中的混合注浆设备包括搅拌壳体3，搅拌壳体3的侧面底部对应固接有两个侧板2，且搅拌壳体3的内部中央安装有竖隔板6，竖隔板6两侧的搅拌壳体3顶部嵌设有两个搅拌组件5，搅拌壳体3的底部连通有混合斗9，且连接处设置有横隔板7，横隔板7上对应嵌入安装有两个第一电磁阀8，且两个第一电磁阀8的轴线与上方对应的搅拌组件5轴线在同一条直线上，横隔板7的底部中央通过密封壳体安装有微型马达11，且微型马达11的输出端通过旋转泛塞封贯穿密封壳体的底部内壁安装有混合叶片12，混合斗9的底部安装有第二电磁阀10，集中进行浆液配置，方便快捷，减少空间占用；
两个侧板2竖直固定安装在底板1的顶部两侧，且底板1的底部四角均通过螺栓安装有滚轮，注浆泵13也固定安装在底板1的顶部，便于装置整体移动稳定；
搅拌壳体3的顶部对应开设有两个进料口4，且两进料口4关于竖隔板6对称设置，两个进料口4的圆心连线与竖隔板6所在平面垂直，搅拌壳体3与侧板2的连接处对应固接有转轴23，且两根转轴23与侧板2通过轴承连接，搅拌壳体3一侧的转轴23贯穿侧板2与第一齿轮24固接，且第一齿轮24与第二齿轮25相互啮合，第二齿轮25通过支撑轴26和轴承与侧板2转动连接，且第二齿轮25一侧垂直活动插接有限位把手27，限位把手27所对应的侧板2上环设有插孔，且插孔环绕中心与支撑轴26轴心重合，便于对不同浆液分开配置和搅拌；
搅拌组件5包括搅拌电机51、搅拌轴52和搅拌叶片53，搅拌电机51安装在搅拌壳体3的顶部，且输出端通过轴承贯穿搅拌壳体3的顶部与搅拌轴52固接，搅拌轴52的侧面底部安装有搅拌叶片53，便于搅拌混合；
混合斗9的底部与注浆泵13的进液端连接，且注浆泵13的出液端通过出浆管14与连接壳体15内部一侧连通，连接壳体15内部中空，且另一侧等距离均匀开设有若干出浆孔16，出浆孔16位于连接壳体15内部一端覆盖有挡片17，且挡片17的外侧固接有导板18，导板18的一端与支杆19一端铰接，且支杆19的另一端固接在连接壳体15内壁，导板18一侧与连接壳体15内壁之间通过弹簧20连接，且弹簧20位于挡片17与支杆19之间的连接壳体15内壁上，便于根据小导管的数目连接注浆；
出浆孔16内壁设置有螺纹，且与连接头21为配合构件，连接头21与注浆管22一端固接，且注浆管22的另一端与小导管为配合构件，便于注浆管22连接。
基于上述，本发明的工作原理为：首先进行小导管的制作，再设计和钻制引管孔，利用风镐将小导管顶入引管孔，管尾端在同一剖面且外露5％的长度；用棉纱封堵好小导管管口，进行止浆墙的施工，层厚为小导管长度的2％-2.5％；再将需要配置的材料加入混合注浆设备的搅拌壳体3内，分别搅拌，最后通过两个第一电磁阀8进入混合斗9，再利用微型马达11和混合叶片12混合均匀后经由第二电磁阀10、注浆泵13和出浆管14进入连接壳体15内，在浆液的的压力和弹簧20的弹性作用力的双重作用下使得挡片17挡住出浆孔16，避免浆液泄露，当需要注浆时，注浆管22通过连接头21和出浆孔16配合连接，并在旋接过程中顶出挡片17，使其通过导板18绕着支杆19转动，浆液得以排出，进而再按照从外往里、从下往上、隔1注1的注浆次序进行施工；注浆完成后等待浆液凝固，并采取试探性开挖，在浆液扩散范围内的松散岩层不松散，不坍塌为合格标准。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于松散岩煤层注浆加固的超细水泥灌注方法，其特征在于，包括如下步骤；
步骤S1：将小导管前端加工成圆锥形，并封焊严实，且管侧壁钻设有溢浆孔，小导管尾端外壁边缘向内侧略微收紧；
步骤S2：在施工现场的表面按照梅花型确定引孔点，再通过煤电钻在引孔点处垂直钻取深孔，孔深为小导管总长的0.9倍，且直径也为小导管外径的0.9倍；
步骤S3：将小导管前端椎体对准上述步骤中钻出的管孔，用风镐顶入，管尾端在同一剖面且外露5％的长度；
步骤S4：用棉纱封堵好小导管管口，挂网喷射混凝土，层厚为小导管长度的2％-2.5％；
步骤S5：再利用混合注浆设备根据需要集中配置注浆浆液，而后再按照从外往里、从下往上、隔1注1的注浆次序进行施工；
步骤S6：注浆完成后等待浆液凝固，并采取试探性开挖，在浆液扩散范围内的松散岩层不松散，不坍塌为合格标准。
2.根据权利要求1所述的基于松散岩煤层注浆加固的超细水泥灌注方法，其特征在于，所述步骤S1中，小导管侧壁上的溢浆孔外侧设置有扩孔，且用金属片封孔，小导管的管身轴线与前端圆锥的中线在同一条直线上。
3.根据权利要求1所述的基于松散岩煤层注浆加固的超细水泥灌注方法，其特征在于，所述步骤S5中的混合注浆设备包括搅拌壳体(3)，所述搅拌壳体(3)的侧面底部对应固接有两个侧板(2)，且搅拌壳体(3)的内部中央安装有竖隔板(6)，所述竖隔板(6)两侧的搅拌壳体(3)顶部嵌设有两个搅拌组件(5)，所述搅拌壳体(3)的底部连通有混合斗(9)，且连接处设置有横隔板(7)，所述横隔板(7)上对应嵌入安装有两个第一电磁阀(8)，且两个第一电磁阀(8)的轴线与上方对应的搅拌组件(5)轴线在同一条直线上，所述横隔板(7)的底部中央通过密封壳体安装有微型马达(11)，且微型马达(11)的输出端通过旋转泛塞封贯穿密封壳体的底部内壁安装有混合叶片(12)，所述混合斗(9)的底部安装有第二电磁阀(10)。
4.根据权利要求3所述的基于松散岩煤层注浆加固的超细水泥灌注方法，其特征在于，两个所述侧板(2)竖直固定安装在底板(1)的顶部两侧，且底板(1)的底部四角均通过螺栓安装有滚轮，所述注浆泵(13)也固定安装在底板(1)的顶部。
5.根据权利要求3所述的基于松散岩煤层注浆加固的超细水泥灌注方法，其特征在于，所述搅拌壳体(3)的顶部对应开设有两个进料口(4)，且两进料口(4)关于竖隔板(6)对称设置，两个进料口(4)的圆心连线与竖隔板(6)所在平面垂直，所述搅拌壳体(3)与侧板(2)的连接处对应固接有转轴(23)，且两根转轴(23)与侧板(2)通过轴承连接，所述搅拌壳体(3)一侧的转轴(23)贯穿侧板(2)与第一齿轮(24)固接，且第一齿轮(24)与第二齿轮(25)相互啮合，所述第二齿轮(25)通过支撑轴(26)和轴承与侧板(2)转动连接，且第二齿轮(25)一侧垂直活动插接有限位把手(27)，所述限位把手(27)所对应的侧板(2)上环设有插孔，且插孔环绕中心与支撑轴(26)轴心重合。
6.根据权利要求3所述的基于松散岩煤层注浆加固的超细水泥灌注方法，其特征在于，所述搅拌组件(5)包括搅拌电机(51)、搅拌轴(52)和搅拌叶片(53)，所述搅拌电机(51)安装在搅拌壳体(3)的顶部，且输出端通过轴承贯穿搅拌壳体(3)的顶部与搅拌轴(52)固接，所述搅拌轴(52)的侧面底部安装有搅拌叶片(53)。
7.根据权利要求3所述的基于松散岩煤层注浆加固的超细水泥灌注方法，其特征在于，所述混合斗(9)的底部与注浆泵(13)的进液端连接，且注浆泵(13)的出液端通过出浆管(14)与连接壳体(15)内部一侧连通，所述连接壳体(15)内部中空，且另一侧等距离均匀开设有若干出浆孔(16)，所述出浆孔(16)位于连接壳体(15)内部一端覆盖有挡片(17)，且挡片(17)的外侧固接有导板(18)，所述导板(18)的一端与支杆(19)一端铰接，且支杆(19)的另一端固接在连接壳体(15)内壁，所述导板(18)一侧与连接壳体(15)内壁之间通过弹簧(20)连接，且弹簧(20)位于挡片(17)与支杆(19)之间的连接壳体(15)内壁上。
8.根据权利要求7所述的基于松散岩煤层注浆加固的超细水泥灌注方法，其特征在于，所述出浆孔(16)内壁设置有螺纹，且与连接头(21)为配合构件，所述连接头(21)与注浆管(22)一端固接，且注浆管(22)的另一端与小导管为配合构件。
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