CN112983477B - 一种煤矿深井巷道注浆体养护装置及其养护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种煤矿深井巷道注浆体养护装置及其养护方法，包括围岩松动圈，所述围岩松动圈的内壁喷涂有喷浆层，所述围岩松动圈和喷浆层之间设有养护装置，所述养护装置包括输水泵体和呈等距离分布的多组输水机构单体，本发明，通过设置养护装置，使用输水泵体，向多组注水组件内注水，水体分别进入注水插筒中，并通过进水穿槽进入对应的防渗管件中，并从单向防渗膜处流出注水组件外，精准对每组注水槽进行注水，并通过配合使用测水组件，方便观测测水孔中渗水情况，从而判断是否取消注水作业，当储液筒中水量较多，即停止对注水槽进行注水，相反则继续注水，从而保证围岩松动圈内的水分一直达到饱和状态，便于对注浆体进行有效养护。
Description
技术领域
本发明涉及注浆体养护技术领域，具体为一种煤矿深井巷道注浆体养护装置及其养护方法。
背景技术
目前我国煤炭开采正由地层浅部向地层深部过渡，新型主动支护理论与技术中的关键工序是对围岩松动圈注浆，也逐步被施工单位所采用。对围岩松动圈注浆的目的是，通过对围岩松动圈注入浆液后改变围岩松动圈的化学成份，从而改变其物理性质，把软弱、松散、破碎的围岩松动圈胶结成整体的、均质的、同性的固结性岩体，提高其自身抗拉、抗压、抗剪强度，能达到抵抗围岩松动圈内部传递来的最大集中应力而自身不变形或发生形变在技术允许范围内。
事实上，煤矿深井巷道在施工时，对干燥的围岩松动圈注入水泥浆后大部分水分被里层围岩松动圈吸走，水泥浆在缺水的情况下凝固，则注浆围岩松动圈自然难以达到预期强度。只有围岩松动圈内水分处饱和状态时对围岩松动圈注入浆液，水泥浆处自然充水状态下凝固才能达到提高围岩松动圈强度的目的。但是目前人们对围岩松动圈注浆只是在人工选料、用料的配合比、注浆时机选定、单孔注浆量、注浆压力、注浆时间等参数作选择，忽视对注浆后岩体强度的系统跟踪监查。因此，没有对注浆体作出相应的养护，容易引起注浆体发生炸皮或开裂缝，为此，我们提出一种煤矿深井巷道注浆体养护装置及其养护方法用于解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种煤矿深井巷道注浆体养护装置及其养护方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种煤矿深井巷道注浆体养护装置，包括围岩松动圈，所述围岩松动圈的内壁喷涂有喷浆层，所述围岩松动圈和喷浆层之间设有养护装置；
所述养护装置包括输水泵体和呈等距离分布的多组输水机构单体，所述输水泵体的输出端固定安装有呈对称分布的多向疏水管件，多组所述输水机构单体的底端对应和多向疏水管件的输出端可拆卸安装，所述多向疏水管件的底端均固定安装有连接杆，所述连接杆的底端固定安装有测水组件。
优选的，所述输水机构单体包括注水组件，所述注水组件设有多组，相邻两组所述注水组件之间固定连接有疏水软管，最下侧所述疏水软管的底端分别和对应的多向疏水管件输出端可拆卸安装。
优选的，所述注水组件包括注水插筒和防渗管件，所述防渗管件设有呈等距离分布的多组，所述注水插筒的外表面开设有和防渗管件配合使用的出水穿孔，所述防渗管件活动插接在对应的出水穿孔中，所述注水插筒的一端固定卡设有密封轴承，所述密封轴承的中部固定插设有三向输水管件，所述疏水软管和三向输水管件固定连接，所述注水插筒远离密封轴承的一侧螺纹插设有固定螺栓，所述固定螺栓的一侧延伸进注水插筒中并和多组防渗管件的中部螺纹插接，所述防渗管件的外表面均开设有进水穿槽，所述防渗管件的两端均固定连接有单向防渗膜。
优选的，所述测水组件包括渗水套管，所述渗水套管呈L型结构，所述渗水套管的一端螺纹安装有封筒，所述封筒的一侧内壁固定安装有过滤管，所述过滤管活动插接在渗水套管中，所述过滤管的上开设有多组过滤槽，所述渗水套管的外侧开设有和过滤管对应的多组渗水孔，所述渗水套管远离封筒的一侧底端螺纹卡设有储液筒，所述储液筒的外侧固定卡设有观察窗，所述测水组件通过渗水套管的顶端和连接杆的底端固定安装。
优选的，所述围岩松动圈和喷浆层中开设有和注水插筒配合使用的多组注水槽，且多组注水插筒活动插接在对应的注水槽中。
优选的，相邻两组所述注水槽之间的围岩松动圈和喷浆层中开设有注浆槽。
优选的，所述围岩松动圈和喷浆层的底部开设有和测水组件配合使用测水孔，且测水组件通过渗水套管和封筒活动插接在对应的测水孔中。
一种煤矿深井巷道注浆体养护装置的养护方法，包括如下步骤：
步骤一、注水槽、注浆槽以及测水孔的开设
通过使用钻孔机在围岩松动圈和喷浆层中开设注水槽，使注水槽均匀分布在围岩松动圈和喷浆层中，以及在相邻两组注水槽之间的围岩松动圈和喷浆层中开设有注浆槽，使注浆槽均匀分布在围岩松动圈和喷浆层中，最后，在围岩松动圈和喷浆层的底部开设有和测水组件配合使用测水孔；
步骤二、养护装置的安装
将多组注水组件分别插接在对应的注水槽中，并使测水组件插接在对应的测水孔中，以及通过疏水软管进行多组注水组件之间的连接相通，并通过疏水软管和多向疏水管件的输出端进行可拆卸安装，从而实现多组注水组件和输水泵体输出端的相通，从而完成养护装置的安装；
步骤三、注浆以及注浆体的养护
通过使用输水泵体，向多组注水组件内注水，水体分别进入注水插筒中，并通过进水穿槽进入对应的防渗管件中，并从单向防渗膜处流出注水组件外，精准对每组注水槽进行注水，随后检测围岩松动圈内的水分是否达到饱和状态，当围岩松动圈内的水分达到饱和状态，通过使用注浆泵体向注浆槽中注浆，形成注浆体；注浆结束后需要对注浆体进行养护，通过继续使用多组注水组件精准对每组注水槽进行注水，并需要对储液筒中的水量进行观测，当围岩松动圈内的水体通过测水孔和多组过滤槽进入渗水套管中，进入渗水套管中的水体流入储液筒中进行观测，通过观察窗方便进行储液筒中水量的观测，从而判断是否取消注水作业，当储液筒中水量较多，即停止对注水槽进行注水，相反则继续注水，从而保证围岩松动圈内的水分一直达到饱和状态，便于对注浆体进行有效养护。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明，通过设置养护装置，将多组注水组件分别插接在对应的注水槽中，并使测水组件插接在对应的测水孔中，方便进行养护装置和围岩松动圈以及喷浆层之间的安装，随后，通过使用输水泵体，向多组注水组件内注水，水体分别进入注水插筒中，并通过进水穿槽进入对应的防渗管件中，并从单向防渗膜处流出注水组件外，精准对每组注水槽进行注水，并通过配合使用测水组件，方便观测测水孔中渗水情况，从而判断是否取消注水作业，当储液筒中水量较多，即停止对注水槽进行注水，相反则继续注水，从而保证围岩松动圈内的水分一直达到饱和状态，便于对注浆体进行有效养护。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明结构的平面示意图；
图3为本发明中养护装置的结构示意图；
图4为本发明中注水组件的结构连接示意图；
图5为本发明中测水组件的结构连接示意图。
图中：1、围岩松动圈；2、喷浆层；3、养护装置；101、注水槽；102、注浆槽；103、测水孔；31、注水组件；32、测水组件；33、疏水软管；34、多向疏水管件；35、连接杆；36、输水泵体；311、注水插筒；3111、出水穿孔；312、防渗管件；3121、进水穿槽；3122、单向防渗膜；313、固定螺栓；314、密封轴承；315、三向输水管件；321、渗水套管；3211、渗水孔；322、封筒；323、过滤管；3231、过滤槽；324、储液筒；3241、观察窗。
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：一种煤矿深井巷道注浆体养护装置，包括围岩松动圈1，围岩松动圈1的内壁喷涂有喷浆层2；在围岩松动圈1的表面进行初喷，并在初喷的喷浆层上布置锚杆并铺一层钢丝网，并在钢丝网上进行复喷，由初喷和复喷的喷浆层以及钢丝网组成围岩松动圈1的喷浆层2，此为现有技术，公开号为CN102319536B已公开，在此不再过多赘述；围岩松动圈1和喷浆层2之间设有养护装置3；
养护装置3包括输水泵体36和呈等距离分布的多组输水机构单体，输水泵体36的输出端固定安装有呈对称分布的多向疏水管件34，多组输水机构单体的底端对应和多向疏水管件34的输出端可拆卸安装，多向疏水管件34的底端均固定安装有连接杆35，连接杆35的底端固定安装有测水组件32。
输水机构单体包括注水组件31，注水组件31设有多组，相邻两组注水组件31之间固定连接有疏水软管33，最下侧疏水软管33的底端分别和对应的多向疏水管件34输出端可拆卸安装，实现多组注水组件31和对应多向疏水管件34之间的连通。
注水组件31包括注水插筒311和防渗管件312，防渗管件312设有呈等距离分布的多组，注水插筒311的外表面开设有和防渗管件312配合使用的出水穿孔3111，防渗管件312活动插接在对应的出水穿孔3111中，注水插筒311的一端固定卡设有密封轴承314，密封轴承314的中部固定插设有三向输水管件315，三向输水管件315可实现在密封轴承314上转动，方便疏水软管33和三向输水管件315固定连接，注水插筒311远离密封轴承314的一侧螺纹插设有固定螺栓313，固定螺栓313的一侧延伸进注水插筒311中并和多组防渗管件312的中部螺纹插接，实现多组防渗管件312和注水插筒311之间位置的固定，且方便进行多组防渗管件312和注水插筒311之间的拆卸，防渗管件312的外表面均开设有进水穿槽3121，方便水进入防渗管件312中，防渗管件312的两端均固定连接有单向防渗膜3122，其中，单向防渗膜3122具有单向输水效果，水只能通过防渗管件312流出注水组件31，无法回流，从而有效防止水体回流，影响围岩松动圈1和喷浆层2的注水作业，从而有效提升了围岩松动圈1和喷浆层2的养护效果。
测水组件32包括渗水套管321，渗水套管321呈L型结构，渗水套管321的一端螺纹安装有封筒322，方便进行渗水套管321和封筒322之间的拆卸，封筒322的一侧内壁固定安装有过滤管323，过滤管323活动插接在渗水套管321中，过滤管323的上开设有多组过滤槽3231，渗水套管321的外侧开设有和过滤管323对应的多组渗水孔3211，通过多组渗水孔3211，围岩松动圈1和喷浆层2中的水可通过多组渗水孔3211和多组过滤槽3231进入渗水套管321中，且通过过滤管323的过滤作用，防止杂质进入渗水套管321中造成阻塞，渗水套管321远离封筒322的一侧底端螺纹卡设有储液筒324，进入渗水套管321中的水体流入储液筒324中进行观测，储液筒324的外侧固定卡设有观察窗3241，通过观察窗3241方便进行储液筒324中水量的观测，从而判断是否取消注水作业，更加方便对围岩松动圈1和喷浆层2中的注浆体进行养护，测水组件32通过渗水套管321的顶端和连接杆35的底端固定安装。
围岩松动圈1和喷浆层2中开设有和注水插筒311配合使用的多组注水槽101，注水槽101均匀分布在围岩松动圈1和喷浆层2中，且多组注水插筒311活动插接在对应的注水槽101中，便于通过多组注水插筒311向注水槽101中注水，从而有效保证围岩松动圈1内水分处于饱和状态，便于注浆以及注浆体后续的养护。
相邻两组注水槽101之间的围岩松动圈1和喷浆层2中开设有注浆槽102；注浆槽102均匀分布在围岩松动圈1和喷浆层2中，通过使用注浆泵体向注浆槽102中注浆，形成注浆体。
围岩松动圈1和喷浆层2的底部开设有和测水组件32配合使用测水孔103，且测水组件32通过渗水套管321和封筒322活动插接在对应的测水孔103中，通过设置测水孔103，在注浆体养护期间观察通过测水孔103流入测水组件32中的水量，判断并控制是否通过使用测水组件32进行注水，从而方便实现精准对注浆体进行有效养护，提升了注浆体的养护效果。
一种煤矿深井巷道注浆体养护装置的养护方法，包括如下步骤：
步骤一、注水槽101、注浆槽102以及测水孔103的开设
通过使用钻孔机在围岩松动圈1和喷浆层2中开设注水槽101，使注水槽101均匀分布在围岩松动圈1和喷浆层2中，以及在相邻两组注水槽101之间的围岩松动圈1和喷浆层2中开设有注浆槽102，使注浆槽102均匀分布在围岩松动圈1和喷浆层2中，最后，在围岩松动圈1和喷浆层2的底部开设有和测水组件32配合使用测水孔103；
步骤二、养护装置3的安装
将多组注水组件31分别插接在对应的注水槽101中，并使测水组件32插接在对应的测水孔103中，以及通过疏水软管33进行多组注水组件31之间的连接相通，并通过疏水软管33和多向疏水管件34的输出端进行可拆卸安装，从而实现多组注水组件31和输水泵体36输出端的相通，从而完成养护装置3的安装；
步骤三、注浆以及注浆体的养护
通过使用输水泵体36，向多组注水组件31内注水，水体分别进入注水插筒311中，并通过进水穿槽3121进入对应的防渗管件312中，并从单向防渗膜3122处流出注水组件31外，精准对每组注水槽101进行注水，随后检测围岩松动圈1内的水分是否达到饱和状态，当围岩松动圈1内的水分达到饱和状态，通过使用注浆泵体向注浆槽102中注浆，形成注浆体；注浆结束后需要对注浆体进行养护，通过继续使用多组注水组件31精准对每组注水槽101进行注水，并需要对储液筒324中的水量进行观测，当围岩松动圈1内的水体通过测水孔103和多组过滤槽3231进入渗水套管321中，进入渗水套管321中的水体流入储液筒324中进行观测，通过观察窗3241方便进行储液筒324中水量的观测，从而判断是否取消注水作业，当储液筒324中水量较多，即停止对注水槽101进行注水，相反则继续注水，从而保证围岩松动圈1内的水分一直达到饱和状态，便于对注浆体进行有效养护。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种煤矿深井巷道注浆体养护装置，包括围岩松动圈（1），其特征在于：所述围岩松动圈（1）的内壁喷涂有喷浆层（2），所述围岩松动圈（1）和喷浆层（2）之间设有养护装置（3）；
所述养护装置（3）包括输水泵体（36）和呈等距离分布的多组输水机构单体，所述输水泵体（36）的输出端固定安装有呈对称分布的多向疏水管件（34），多组所述输水机构单体的底端对应和多向疏水管件（34）的输出端可拆卸安装，所述多向疏水管件（34）的底端均固定安装有连接杆（35），所述连接杆（35）的底端固定安装有测水组件（32）；
所述输水机构单体包括注水组件（31），所述注水组件（31）设有多组，相邻两组所述注水组件（31）之间固定连接有疏水软管（33），最下侧所述疏水软管（33）的底端分别和对应的多向疏水管件（34）输出端可拆卸安装；
所述注水组件（31）包括注水插筒（311）和防渗管件（312），所述防渗管件（312）设有呈等距离分布的多组，所述注水插筒（311）的外表面开设有和防渗管件（312）配合使用的出水穿孔（3111），所述防渗管件（312）活动插接在对应的出水穿孔（3111）中，所述注水插筒（311）的一端固定卡设有密封轴承（314），所述密封轴承（314）的中部固定插设有三向输水管件（315），所述疏水软管（33）和三向输水管件（315）固定连接，所述注水插筒（311）远离密封轴承（314）的一侧螺纹插设有固定螺栓（313），所述固定螺栓（313）的一侧延伸进注水插筒（311）中并和多组防渗管件（312）的中部螺纹插接，所述防渗管件（312）的外表面均开设有进水穿槽（3121），所述防渗管件（312）的两端均固定连接有单向防渗膜（3122）。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿深井巷道注浆体养护装置，其特征在于：所述测水组件（32）包括渗水套管（321），所述渗水套管（321）呈L型结构，所述渗水套管（321）的一端螺纹安装有封筒（322），所述封筒（322）的一侧内壁固定安装有过滤管（323），所述过滤管（323）活动插接在渗水套管（321）中，所述过滤管（323）的上开设有多组过滤槽（3231），所述渗水套管（321）的外侧开设有和过滤管（323）对应的多组渗水孔（3211），所述渗水套管（321）远离封筒（322）的一侧底端螺纹卡设有储液筒（324），所述储液筒（324）的外侧固定卡设有观察窗（3241），所述测水组件（32）通过渗水套管（321）的顶端和连接杆（35）的底端固定安装。
3.根据权利要求1所述的一种煤矿深井巷道注浆体养护装置，其特征在于：所述围岩松动圈（1）和喷浆层（2）中开设有和注水插筒（311）配合使用的多组注水槽（101），且多组注水插筒（311）活动插接在对应的注水槽（101）中。
4.根据权利要求3所述的一种煤矿深井巷道注浆体养护装置，其特征在于：相邻两组所述注水槽（101）之间的围岩松动圈（1）和喷浆层（2）中开设有注浆槽（102）。
5.根据权利要求2所述的一种煤矿深井巷道注浆体养护装置，其特征在于：所述围岩松动圈（1）和喷浆层（2）的底部开设有和测水组件（32）配合使用测水孔（103），且测水组件（32）通过渗水套管（321）和封筒（322）活动插接在对应的测水孔（103）中。
6.一种煤矿深井巷道注浆体养护装置的养护方法，利用权利要求1-5任一项所述的煤矿深井巷道注浆体养护装置进行养护，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、注水槽（101）、注浆槽（102）以及测水孔（103）的开设
通过使用钻孔机在围岩松动圈（1）和喷浆层（2）中开设注水槽（101），使注水槽（101）均匀分布在围岩松动圈（1）和喷浆层（2）中，以及在相邻两组注水槽（101）之间的围岩松动圈（1）和喷浆层（2）中开设有注浆槽（102），使注浆槽（102）均匀分布在围岩松动圈（1）和喷浆层（2）中，最后，在围岩松动圈（1）和喷浆层（2）的底部开设有和测水组件（32）配合使用测水孔（103）；
步骤二、养护装置（3）的安装
将多组注水组件（31）分别插接在对应的注水槽（101）中，并使测水组件（32）插接在对应的测水孔（103）中，以及通过疏水软管（33）进行多组注水组件（31）之间的连接相通，并通过疏水软管（33）和多向疏水管件（34）的输出端进行可拆卸安装，从而实现多组注水组件（31）和输水泵体（36）输出端的相通，从而完成养护装置（3）的安装；
步骤三、注浆以及注浆体的养护
通过使用输水泵体（36），向多组注水组件（31）内注水，水体分别进入注水插筒（311）中，并通过进水穿槽（3121）进入对应的防渗管件（312）中，并从单向防渗膜（3122）处流出注水组件（31）外，精准对每组注水槽（101）进行注水，随后检测围岩松动圈（1）内的水分是否达到饱和状态，当围岩松动圈（1）内的水分达到饱和状态，通过使用注浆泵体向注浆槽（102）中注浆，形成注浆体；注浆结束后需要对注浆体进行养护，通过继续使用多组注水组件（31）精准对每组注水槽（101）进行注水，并需要对储液筒（324）中的水量进行观测，当围岩松动圈（1）内的水体通过测水孔（103）和多组过滤槽（3231）进入渗水套管（321）中，进入渗水套管（321）中的水体流入储液筒（324）中进行观测，通过观察窗（3241）方便进行储液筒（324）中水量的观测，从而判断是否取消注水作业，当储液筒（324）中水量较多，即停止对注水槽（101）进行注水，相反则继续注水，从而保证围岩松动圈（1）内的水分一直达到饱和状态，便于对注浆体进行有效养护。
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