CN114233378B - 一种采空区自行走钻孔注浆一体化设备及安装使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种采空区自行走钻孔注浆一体化设备及安装使用方法，包括孔口管、孔位感应环、钻机、压浆泵、水泥浆拌合机、水泥罐和粉煤灰罐；所述孔口管安装在钻孔孔位处，在孔口管顶部外侧安装孔位感应环，在孔口管的后方安装钻机，钻机的后方安装压浆泵，在压浆泵的后方安装水泥浆拌合机，在水泥浆拌合机的后方安装水泥罐和粉煤灰罐。本发明通过多孔数控自动定位数控注浆技术，并由电脑程序控制行走线路，实现了钻机自动行走定位，同时通过多孔联动注浆，对相邻孔位注浆层裂隙进行挤压渗透提高采空区注浆的密实性，自定位系统和自行走系统实现了钻孔行走及钻孔过程中的自动化，提高了施工效率和定位精度。

Description

一种采空区自行走钻孔注浆一体化设备及安装使用方法
技术领域
本发明涉及工程施工技术领域，具体为一种采空区自行走钻孔注浆一体化设备及安装使用方法。
背景技术
在煤炭开采矿区中，关停的煤炭开采矿区的采空区对地面建筑造成了很大的影响。采空区事故隐患治理不及时，往往造成大量的人员伤亡和财产损失。
采空区对高速公路的影响主要体现在：(1)造成拟建公路路基下沉；(2)水平方向上的移动；(3)冒落带的不连续与无规律沉降，使得路面的原坡度出现无规律变化；(4)地表不均匀下沉使线路坡度改变时，必将导致线路在竖直方向上产生弯曲；(5)线路的平移，将改变线路的原有方向，在行车荷载作用下，极易发生事故。
高速公路采空区处理方案主要有注浆充填为主，传统的填充方式是逐孔填充。传统工艺存在的缺点是单孔注浆时，浆液因为流动性大流动的范围广，会造成浆液流失到注浆范围外，造成浆液的浪费，同时注浆孔之间容易形成空洞。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采空区自行走钻孔注浆一体化设备及安装使用方法，是一套完整的钻孔注浆自动化生产施工技术，提高工作效率的同时，提高了定位精度，有效的保证了施工质量，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：
一种采空区自行走钻孔注浆一体化设备，包括孔口管、孔位感应环、钻机、压浆泵、水泥浆拌合机、水泥罐和粉煤灰罐；所述孔口管安装在钻孔孔位处，在孔口管顶部外侧安装孔位感应环，在孔口管的后方安装钻机，钻机的后方安装压浆泵，在压浆泵的后方安装水泥浆拌合机，在水泥浆拌合机的后方安装水泥罐和粉煤灰罐。
更进一步地，所述压浆泵的上方安装流量计。
更进一步地，所述水泥罐下方通过安装水泥输送管连接至水泥浆拌合机。
更进一步地，所述粉煤灰罐的下方通过安装粉煤灰输送管连接至水泥浆拌合机。
更进一步地，所述水泥浆拌合机的前端下方安装输浆管连接至压浆泵。
更进一步地，所述压浆泵的前端通过安装输浆管连接至钻机的输浆孔。
更进一步地，所述钻机由前端探地雷达、下端定位感应装置、行走控制器、钻机支腿、钻杆、钻杆上端支撑架、钻杆下端支撑架和数据线组成；所述钻机的前后端安装钻机支腿，在钻机的前端安装钻杆上端支撑架和钻杆下端支撑架；所述钻杆安装在钻杆上端支撑架和钻杆下端支撑架的孔内，在钻杆下端支撑架的前端安装前端探地雷达，在钻杆下端支撑架的底部安装下端定位感应装置，下端定位感应装置和前端探地雷达通过数据线与行走控制器连接。
本发明提供另一种技术方案：一种采空区自行走钻孔注浆一体化设备的安装使用方法，包括以下步骤：
S1、启动孔口管顶部外侧的孔位感应环；
S2、启动钻机；
S3、启动钻机前端的前端探地雷达；
S4、前端探地雷达探测感应孔位感应环的位置；
S5、前端探地雷达将感应到的位置信息通过数据线将信息传送至行走控制器；
S6、行走控制器控制钻机行走至孔口管的上方；
S7、启动钻机下方的下端定位感应装置感应孔位感应环使钻机上的钻杆对准孔口管中心；
S8、启动钻机上的钻机支腿下放至地面，保持钻机的稳定；
S9、启动钻机上的钻杆开始钻孔；
S10、钻孔结束后打开水泥罐及和粉煤灰罐下方的水泥输送管及粉煤灰输送管将水泥和粉煤灰输送入水泥浆拌合机中加水拌合；
S11、拌合完成后将浆液通过输浆管将浆液输送入钻机的输浆孔开始注浆；
S12、注浆完成后重复S1-S11进行下一个孔位的注浆。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供的一种采空区自行走钻孔注浆一体化设备及安装使用方法，在钻孔注浆过程中，通过多孔数控自动定位数控注浆技术通过电脑程序控制行走线路，实现了钻机自动行走定位，同时通过多孔联动注浆，同时对相邻孔位注浆层裂隙进行挤压渗透提高采空区注浆的密实性，自定位系统和自行走系统实现了钻孔行走及钻孔过程中的自动化，提高了施工效率和定位精度。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的钻机结构示意图。
图中：1、孔口管；2、孔位感应环；3、钻机；4、前端探地雷达；5；下端定位感应装置；6、行走控制器；7、钻机支腿；8、钻杆；9、钻杆上端支撑架；10、钻杆下端支撑架；11、数据线；12、压浆泵；13、压浆管；14、流量计；15、输浆管；16、水泥浆拌合机；17、水泥输送管；18、粉煤灰输送管；19、水泥罐；20、粉煤灰罐。
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，本发明实施例中提供一种采空区自行走钻孔注浆一体化设备，包括孔口管1、孔位感应环2、钻机3、压浆泵12、水泥浆拌合机16、水泥罐19和粉煤灰罐20；所述孔口管1安装在钻孔孔位处，在孔口管1顶部外侧安装孔位感应环2，在孔口管1的后方安装钻机3，钻机3的后方安装压浆泵12，在压浆泵12的后方安装水泥浆拌合机16，在水泥浆拌合机16的后方安装水泥罐19和粉煤灰罐20；其中，压浆泵12的上方安装流量计14；水泥罐19下方通过安装水泥输送管17连接至水泥浆拌合机16；粉煤灰罐20的下方通过安装粉煤灰输送管18连接至水泥浆拌合机16；水泥浆拌合机16的前端下方安装输浆管15连接至压浆泵12；压浆泵12的前端通过安装输浆管15连接至钻机3的输浆孔。
请参阅图2，本发明实施例中的钻机3由前端探地雷达4、下端定位感应装置5、行走控制器6、钻机支腿7、钻杆8、钻杆上端支撑架9、钻杆下端支撑架10和数据线11组成；所述钻机3的前后端安装钻机支腿7，在钻机3的前端安装钻杆上端支撑架9和钻杆下端支撑架10；所述钻杆8安装在钻杆上端支撑架9和钻杆下端支撑架10的孔内，在钻杆下端支撑架10的前端安装前端探地雷达4，在钻杆下端支撑架10的底部安装下端定位感应装置5，下端定位感应装置5和前端探地雷达4通过数据线11与行走控制器6连接。
为了进一步更好的解释说明本发明实施例，还提供一种采空区自行走钻孔注浆一体化设备的安装使用方法，包括以下步骤：
S1、启动孔口管1顶部外侧的孔位感应环2；
S2、启动钻机3；
S3、启动钻机3前端的前端探地雷达4；
S4、前端探地雷达4探测感应孔位感应环2的位置；
S5、前端探地雷达4将感应到的位置信息通过数据线11将信息传送至行走控制器6；
S6、行走控制器6控制钻机3行走至孔口管1的上方；
S7、启动钻机3下方的下端定位感应装置5感应孔位感应环2使钻机3上的钻杆8对准孔口管1中心；
S8、启动钻机3上的钻机支腿7下放至地面，保持钻机3的稳定；
S9、启动钻机3上的钻杆8开始钻孔；
S10、钻孔结束后打开水泥罐19及和粉煤灰罐20下方的水泥输送管17及粉煤灰输送管18将水泥和粉煤灰输送入水泥浆拌合机16中加水拌合；
S11、拌合完成后将浆液通过输浆管15将浆液输送入钻机3的输浆孔开始注浆；
S12、注浆完成后重复S1-S11进行下一个孔位的注浆。
以上操作在钻孔注浆过程中持续进行，直到完成一个批次的注浆孔注浆。
工作原理：本发明提供的一种采空区自行走钻孔注浆一体化设备及安装使用方法，通过对目前的高速公路采空区复杂地质处理过程进行分析，洞悉其施工环节的可以利用自动控制技术取代人工的环节，寻找在钻孔注浆施工过程中可以进行优化设计的部分，并提出一套完整的钻孔注浆自动化生产施工技术，在需要进行注浆的孔位上埋入孔口管1，在孔口管1地面外露部分顶部管口外侧套上孔位感应环2，在钻机3上安装前端探地雷达4、下端定位感应装置5及行走控制器6，利用前端探地雷达4探测孔口位置，将孔口位置数据传回行走控制器6内，行走控制器6控制钻机3行走至孔口位置，再利用下端定位感应装置5精确定位钻孔孔位，开始钻孔，钻孔结束后立即灌注浆液，在浆液尚未凝固前，钻机3自动行走至相邻孔位，立即钻孔注浆，利用相邻孔位注浆压力挤压渗透，填充采空区的缝隙，提高注浆的密实度。
综上所述：本发明提供的一种采空区自行走钻孔注浆一体化设备及安装使用方法，在钻孔注浆过程中，通过多孔数控自动定位数控注浆技术通过电脑程序控制行走线路，实现了钻机3自动行走定位，同时通过多孔联动注浆，同时对相邻孔位注浆层裂隙进行挤压渗透提高采空区注浆的密实性，自定位系统和自行走系统实现了钻孔行走及钻孔过程中的自动化，提高了施工效率和定位精度。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种采空区自行走钻孔注浆一体化设备的安装使用方法，其特征在于：设备包括孔口管(1)、孔位感应环(2)、钻机(3)、压浆泵(12)、水泥浆拌合机(16)、水泥罐(19)和粉煤灰罐(20)；所述孔口管(1)安装在钻孔孔位处，在孔口管(1)顶部外侧安装孔位感应环(2)，在孔口管(1)的后方安装钻机(3)，在钻机(3)的后方安装压浆泵(12)，在压浆泵(12)的后方安装水泥浆拌合机(16)，在水泥浆拌合机(16)的后方安装水泥罐(19)和粉煤灰罐(20)；所述压浆泵(12)的上方安装有流量计(14)，所述水泥罐(19)通过下方的水泥输送管(17)连接至水泥浆拌合机(16)，所述粉煤灰罐(20)通过下方的粉煤灰输送管(18)连接至水泥浆拌合机(16)，所述水泥浆拌合机(16)通过下方的输浆管(15)连接至压浆泵(12)，所述压浆泵(12)通过前端的压浆管(13)连接至钻机(3)的输浆孔；所述钻机(3)由前端探地雷达(4)、下端定位感应装置(5)、行走控制器(6)、钻机支腿(7)、钻杆(8)、钻杆上端支撑架(9)、钻杆下端支撑架(10)和数据线(11)组成；所述钻机(3)的前后端安装钻机支腿(7)，在钻机(3)的前端安装钻杆上端支撑架(9)和钻杆下端支撑架(10)；所述钻杆(8)安装在钻杆上端支撑架(9)和钻杆下端支撑架(10)的孔内，在钻杆下端支撑架(10)的前端安装前端探地雷达(4)，在钻杆下端支撑架(10)的底部安装下端定位感应装置(5)，下端定位感应装置(5)和前端探地雷达(4)通过数据线(11)与行走控制器(6)连接，采用以下步骤：
S1、启动孔口管(1)顶部外侧的孔位感应环(2)；
S2、启动钻机(3)；
S3、启动钻机(3)前端的前端探地雷达(4)；
S4、前端探地雷达(4)探测感应孔位感应环(2)的位置；
S5、前端探地雷达(4)将感应到的位置信息通过数据线(11)将信息传送至行走控制器(6)；
S6、行走控制器(6)控制钻机(3)行走至孔口管(1)的上方；
S7、启动钻机(3)下方的下端定位感应装置(5)感应孔位感应环(2)使钻机(3)上的钻杆(8)对准孔口管(1)中心；
S8、启动钻机(3)上的钻机支腿(7)下放至地面，保持钻机(3)的稳定；
S9、启动钻机(3)上的钻杆(8)开始钻孔；
S10、钻孔结束后打开水泥罐(19)下方的水泥输送管(17)及粉煤灰罐(20)下方的粉煤灰输送管(18)，将水泥和粉煤灰输送入水泥浆拌合机(16)中加水拌合；
S11、拌合完成后将浆液通过输浆管(15)输送入钻机(3)的输浆孔开始注浆；
S12、注浆完成后重复S1-S11进行下一个孔位的注浆；其中在浆液尚未凝固前，钻机(3)自动行走至相邻孔位，立即钻孔注浆，利用相邻孔位注浆压力挤压渗透，填充采空区的缝隙，提高注浆的密实度。
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