CN113738302A - 一种用于煤层的裂隙注浆封堵装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及煤层开采辅助装置技术领域，具体的说是一种用于煤层的裂隙注浆封堵装置，包括主杆，所述主杆上连接有固定机构，所述固定机构包括固定环、限位环、转环、连接块和插杆，所述主杆上固定连接有所述固定环，所述固定环上固定连接有两个所述限位环，两个所述限位环上均滑动连接有所述转环，两个所述转环均与所述固定环滑动连接，两个所述转环上均固定连接有所述连接块，两个所述连接块上均固定连接有所述插杆，两个所述插杆上均连接有限位机构，所述主杆上连接有压浆机构，所述压浆机构包括顶缸、活塞、通孔、限位杆和竖孔，所述主杆上连接有所述换气机构，能够对煤层裂隙进行注浆以稳固煤层，并留出可以流通煤气的气孔。

Description

一种用于煤层的裂隙注浆封堵装置

技术领域

本发明涉及一种注浆装置，具体为一种用于煤层的裂隙注浆封堵装置，属于煤层开采辅助装置技术领域。

背景技术

煤层通常指天然形成于地下的天然煤层，大多煤层位于地下三百至五百米处，有些储量较大的煤层也能够一直延伸至地下数千米，煤层的存在就意味着会形成煤气，由于煤气的存在以及地壳的运动，有些煤层会形成裂隙，裂隙会使得煤层的稳定性变差，因此当开挖煤矿对煤层进行开采时，需要对有潜在危险的煤层裂隙先进行封堵，以稳定煤层，便于开采工作的进行。

对煤层裂隙的封堵主要通过注浆完成，通过对煤层裂隙进行注浆，待注入的浆液凝固后，便能够将煤层裂隙堵住，使煤层稳固，但现有的注浆作业主要通过人工对裂隙直接注入完成，由于用于凝固封堵裂隙的浆液具有一定的粘稠度，因此人工注入时，浆液通常难以进入较深处的裂隙，容易使深处的裂隙未被填补，而浅处的裂隙又被封堵得严实，使煤层内的煤气无法泄出。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种用于煤层的裂隙注浆封堵装置，能够对煤层裂隙进行注浆以稳固煤层，并留出可以流通煤气的气孔。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的，主要是一种用于煤层的裂隙注浆封堵装置，包括主杆，所述主杆上连接有固定机构，所述固定机构包括固定环、限位环、转环、连接块和插杆，所述主杆上固定连接有所述固定环，所述固定环上固定连接有两个所述限位环，两个所述限位环上均滑动连接有所述转环，两个所述转环均与所述固定环滑动连接，两个所述转环上均固定连接有所述连接块，两个所述连接块上均固定连接有所述插杆，两个所述插杆上均连接有限位机构，所述主杆上连接有压浆机构，所述压浆机构包括顶缸、活塞、通孔、限位杆和竖孔，所述主杆的顶端固定连接有所述顶缸，所述顶缸的内壁上滑动连接有所述活塞，所述活塞与所述主杆滑动连接，所述活塞上开设有四个所述通孔，所述顶缸的底部内壁上固定连接有四个所述限位杆，四个所述限位杆分别滑动连接于四个所述通孔的内部，所述主杆上开设有多个所述竖孔，所述主杆上连接有所述换气机构。

优选的，所述限位机构包括侧孔和弧形杆，两个所述插杆上均开设有所述侧孔，两个所述侧孔的内部均滑动连接有所述弧形杆。

优选的，所述限位机构还包括第一齿条和第二齿条，两个所述弧形杆上均固定连接有所述第一齿条，两个所述插杆的侧面内壁上均滑动连接有所述第二齿条，两个所述第一齿条分别与两个所述第二齿条相啮合。

优选的，所述限位机构还包括滑块和螺杆，两个所述插杆的内壁上均滑动连接有所述滑块，两个所述滑块分别与两个所述第二齿条固定连接，两个所述滑块上均转动连接有所述螺杆，两个所述螺杆分别与两个所述连接块螺纹连接。

优选的，所述压浆机构还包括连杆和顶环，所述活塞上固定连接有两个所述连杆，两个所述连杆上共同固定连接有所述顶环。

优选的，所述换气机构包括滑杆、拉环和透气孔，所述主杆上开设有所述透气孔，所述透气孔的内部滑动连接有所述滑杆，所述滑杆的顶端固定连接有所述拉环。

优选的，所述换气机构还包括螺栓和底锥，所述滑杆的底端固定连接有所述螺栓，所述螺栓与所述主杆的内壁螺纹连接，所述螺栓的底端固定连接有所述底锥。

优选的，四个所述通孔呈环形阵列分布于所述活塞上，多个所述竖孔呈环形阵列分布于所述主杆上。

本发明的有益效果是：待装置固定好之后，将需要注入裂隙的浆液倒入顶缸中，随后手持顶环，上下拨弄顶环，随着顶环的上下运动，当顶环位于顶缸内的偏上方时，浆液顺着通孔流入顶缸下方，再通过多个竖孔渗入装置下方的裂隙中，而随着顶环向下运动，顶环连带着连杆以及活塞向下运动，活塞向下运动后，通孔被各个限位杆插入，通孔被限位杆堵住后，活塞下方的浆液随着活塞的继续下移而被向下挤压，使原本粘稠的浆液能够在压力作用下向下推动而不至于因为粘稠而难以向下流淌，待反复上下移动顶环后，浆液被不断向下推出，使裂隙被填补，当浆液注入合适的量后，停止倒入浆液并待已经注入的浆液凝固即可将裂隙封堵，从而使煤层稳固，待注浆封堵工作完成后，如煤层内存在煤气，为了使煤气能够泄出而不至于在煤层内不断蓄积，可以拉动拉环并转动，拉环转动后带动滑杆同步转动，滑杆下方连接着螺栓和底锥，因此螺栓和底锥随着拉环和滑杆转动而同步转动，由于螺栓与主杆的内壁螺纹连接，因此随着拉环的转动，螺栓与主杆的内壁解除螺纹连接，此时可以直接上提以将滑杆连同螺栓、底锥一并从透气孔中抽出，此时透气孔使下方的煤层裂隙和上方相连通，使煤层中的煤气可以通过透气孔向上泄出，以避免不断累积的煤气堵在被浆液封堵的煤层中。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的内部结构示意图；

图3为本发明中主杆与压浆机构的连接结构示意图；

图4为本发明中主杆与换气机构的连接结构示意图；

图5为本发明中固定机构与限位机构的连接结构示意图；

图6为本发明中插杆与限位机构的连接结构爆炸图。

图中：1、主杆；2、固定机构；21、固定环；22、限位环；23、转环；24、连接块；25、插杆；3、限位机构；31、滑块；32、螺杆；33、侧孔；34、弧形杆；35、第一齿条；36、第二齿条；4、压浆机构；41、顶缸；42、活塞；43、通孔；44、限位杆；45、竖孔；46、连杆；47、顶环；5、换气机构；51、滑杆；52、螺栓；53、底锥；54、拉环；55、透气孔。

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1-6所示，一种用于煤层的裂隙注浆封堵装置，包括主杆1，所述主杆1上连接有固定机构2，所述固定机构2包括固定环21、限位环22、转环23、连接块24和插杆25，所述主杆1上固定连接有所述固定环21，所述固定环21上固定连接有两个所述限位环22，两个所述限位环22上均滑动连接有所述转环23，两个所述转环23均与所述固定环21滑动连接，两个所述转环23上均固定连接有所述连接块24，两个所述连接块24上均固定连接有所述插杆25，两个所述插杆25上均连接有限位机构3，所述主杆1上连接有压浆机构4，所述压浆机构4包括顶缸41、活塞42、通孔43、限位杆44和竖孔45，所述主杆1的顶端固定连接有所述顶缸41，所述顶缸41的内壁上滑动连接有所述活塞42，所述活塞42与所述主杆1滑动连接，所述活塞42上开设有四个所述通孔43，所述顶缸41的底部内壁上固定连接有四个所述限位杆44，四个所述限位杆44分别滑动连接于四个所述通孔43的内部，所述主杆1上开设有多个所述竖孔45，所述主杆1上连接有所述换气机构5。

作为本发明的一种技术优化方案，所述限位机构3包括侧孔33和弧形杆34，两个所述插杆25上均开设有所述侧孔33，两个所述侧孔33的内部均滑动连接有所述弧形杆34。

作为本发明的一种技术优化方案，所述限位机构3还包括第一齿条35和第二齿条36，两个所述弧形杆34上均固定连接有所述第一齿条35，两个所述插杆25的侧面内壁上均滑动连接有所述第二齿条36，两个所述第一齿条35分别与两个所述第二齿条36相啮合。

作为本发明的一种技术优化方案，所述限位机构3还包括滑块31和螺杆32，两个所述插杆25的内壁上均滑动连接有所述滑块31，两个所述滑块31分别与两个所述第二齿条36固定连接，两个所述滑块31上均转动连接有所述螺杆32，两个所述螺杆32分别与两个所述连接块24螺纹连接。

作为本发明的一种技术优化方案，所述压浆机构4还包括连杆46和顶环47，所述活塞42上固定连接有两个所述连杆46，两个所述连杆46上共同固定连接有所述顶环47。

作为本发明的一种技术优化方案，所述换气机构5包括滑杆51、拉环54和透气孔55，所述主杆1上开设有所述透气孔55，所述透气孔55的内部滑动连接有所述滑杆51，所述滑杆51的顶端固定连接有所述拉环54。

作为本发明的一种技术优化方案，所述换气机构5还包括螺栓52和底锥53，所述滑杆51的底端固定连接有所述螺栓52，所述螺栓52与所述主杆1的内壁螺纹连接，所述螺栓52的底端固定连接有所述底锥53。

作为本发明的一种技术优化方案，四个所述通孔43呈环形阵列分布于所述活塞42上，多个所述竖孔45呈环形阵列分布于所述主杆1上。

本发明在使用时，首先将装置放置于待填补的煤层的裂隙处，通过锤击等方式将装置上的两个插杆25插入周围的煤层中，使主杆1处于裂隙的正上方，为了便于适配裂隙的形状而使装置以较好的角度插入煤层，可以转动两个转环23，使两个连接块24以及两个插杆25调整角度，使插杆25能够以较好的角度插入煤层中，但插杆25固定后，为了使插杆25固定在煤层中，可以先后旋转两个螺杆32，两个螺杆32在螺旋时，可以带动两个滑块31在插杆25内向下滑动，两个滑块31在插杆25内向下移动时，会带动第二齿条36的向下运动，随着第二齿条36向下运动，与之啮合的第一齿条35随之运动，由于第一齿条35和弧形杆34相连接，而弧形杆34活动于侧孔33内，因此第一齿条35的活动轨迹与弧形杆34同步，因此第二齿条36向下运动时，第一齿条35以圆弧轨迹运动，并带动弧形杆34从侧孔33内滑出，弧形杆34从侧孔33内滑出后，插入煤层，从而使插杆25能够更加紧实得插在煤层内，从而使整个装置被固定在煤层中，待装置固定好之后，将需要注入裂隙的浆液倒入顶缸41中，随后手持顶环47，上下拨弄顶环47，随着顶环47的上下运动，当顶环47位于顶缸41内的偏上方时，浆液顺着通孔43流入顶缸41下方，再通过多个竖孔45渗入装置下方的裂隙中，而随着顶环47向下运动，顶环47连带着连杆46以及活塞42向下运动，活塞42向下运动后，通孔43被各个限位杆44插入，通孔43被限位杆44堵住后，活塞42下方的浆液随着活塞42的继续下移而被向下挤压，使原本粘稠的浆液能够在压力作用下向下推动而不至于因为粘稠而难以向下流淌，待反复上下移动顶环47后，浆液被不断向下推出，使裂隙被填补，当浆液注入合适的量后，停止倒入浆液并待已经注入的浆液凝固即可将裂隙封堵，从而使煤层稳固，待注浆封堵工作完成后，如煤层内存在煤气，为了使煤气能够泄出而不至于在煤层内不断蓄积，可以拉动拉环54并转动，拉环54转动后带动滑杆51同步转动，滑杆51下方连接着螺栓52和底锥53，因此螺栓52和底锥53随着拉环54和滑杆51转动而同步转动，由于螺栓52与主杆1的内壁螺纹连接，因此随着拉环54的转动，螺栓52与主杆1的内壁解除螺纹连接，此时可以直接上提以将滑杆51连同螺栓52、底锥53一并从透气孔55中抽出，此时透气孔55使下方的煤层裂隙和上方相连通，使煤层中的煤气可以通过透气孔55向上泄出，以避免不断累积的煤气堵在被浆液封堵的煤层中。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种用于煤层的裂隙注浆封堵装置，包括主杆(1)，其特征在于：所述主杆(1)上连接有固定机构(2)，所述固定机构(2)包括固定环(21)、限位环(22)、转环(23)、连接块(24)和插杆(25)，所述主杆(1)上固定连接有所述固定环(21)，所述固定环(21)上固定连接有两个所述限位环(22)，两个所述限位环(22)上均滑动连接有所述转环(23)，两个所述转环(23)均与所述固定环(21)滑动连接，两个所述转环(23)上均固定连接有所述连接块(24)，两个所述连接块(24)上均固定连接有所述插杆(25)，两个所述插杆(25)上均连接有限位机构(3)，所述主杆(1)上连接有压浆机构(4)，所述压浆机构(4)包括顶缸(41)、活塞(42)、通孔(43)、限位杆(44)和竖孔(45)，所述主杆(1)的顶端固定连接有所述顶缸(41)，所述顶缸(41)的内壁上滑动连接有所述活塞(42)，所述活塞(42)与所述主杆(1)滑动连接，所述活塞(42)上开设有四个所述通孔(43)，所述顶缸(41)的底部内壁上固定连接有四个所述限位杆(44)，四个所述限位杆(44)分别滑动连接于四个所述通孔(43)的内部，所述主杆(1)上开设有多个所述竖孔(45)，所述主杆(1)上连接有所述换气机构(5)。

2.根据权利要求1所述的一种用于煤层的裂隙注浆封堵装置，其特征在于：所述限位机构(3)包括侧孔(33)和弧形杆(34)，两个所述插杆(25)上均开设有所述侧孔(33)，两个所述侧孔(33)的内部均滑动连接有所述弧形杆(34)。

3.根据权利要求2所述的一种用于煤层的裂隙注浆封堵装置，其特征在于：所述限位机构(3)还包括第一齿条(35)和第二齿条(36)，两个所述弧形杆(34)上均固定连接有所述第一齿条(35)，两个所述插杆(25)的侧面内壁上均滑动连接有所述第二齿条(36)，两个所述第一齿条(35)分别与两个所述第二齿条(36)相啮合。

4.根据权利要求3所述的一种用于煤层的裂隙注浆封堵装置，其特征在于：所述限位机构(3)还包括滑块(31)和螺杆(32)，两个所述插杆(25)的内壁上均滑动连接有所述滑块(31)，两个所述滑块(31)分别与两个所述第二齿条(36)固定连接，两个所述滑块(31)上均转动连接有所述螺杆(32)，两个所述螺杆(32)分别与两个所述连接块(24)螺纹连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于煤层的裂隙注浆封堵装置，其特征在于：所述压浆机构(4)还包括连杆(46)和顶环(47)，所述活塞(42)上固定连接有两个所述连杆(46)，两个所述连杆(46)上共同固定连接有所述顶环(47)。

6.根据权利要求1所述的一种用于煤层的裂隙注浆封堵装置，其特征在于：所述换气机构(5)包括滑杆(51)、拉环(54)和透气孔(55)，所述主杆(1)上开设有所述透气孔(55)，所述透气孔(55)的内部滑动连接有所述滑杆(51)，所述滑杆(51)的顶端固定连接有所述拉环(54)。

7.根据权利要求6所述的一种用于煤层的裂隙注浆封堵装置，其特征在于：所述换气机构(5)还包括螺栓(52)和底锥(53)，所述滑杆(51)的底端固定连接有所述螺栓(52)，所述螺栓(52)与所述主杆(1)的内壁螺纹连接，所述螺栓(52)的底端固定连接有所述底锥(53)。

8.根据权利要求1所述的一种用于煤层的裂隙注浆封堵装置，其特征在于：四个所述通孔(43)呈环形阵列分布于所述活塞(42)上，多个所述竖孔(45)呈环形阵列分布于所述主杆(1)上。

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