CN220566121U - 煤矿采空区注浆装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于井下采区填充装置技术领域，具体涉及一种煤矿采空区注浆装置，包括注浆管和排气软管，所述注浆管的管壁上沿轴向开设有供排气软管贯穿的通道，所述排气软管的外周壁与所述通道的内周壁贴合。本实用新型中，将排气软管插入注浆管的通道内，从而使得排气软管的一端探入采空区内，另一端位于采空区外。如此，不仅能够在注浆过程中将采空区内的有害气体排出，避免采空区内气压增大，还能够将采空区内的有害气体排至指定位点。而且，本实用新型结构简单、使用方便，易于推广。

Description

煤矿采空区注浆装置

技术领域

本实用新型属于井下采区填充装置技术领域，具体涉及一种煤矿采空区注浆装置。

背景技术

煤矿采空区，是指在煤矿作业过程中，将地下煤炭或煤矸石等开采完成后留下的空洞或空腔。随着铁路的迅速发展，在修建铁路隧道的过程中，在某些路段需要跨过煤矿采空区，例如重庆至潜江铁路的正阳镇隧道，其在DK258+301～+638段正穿原龙桥煤矿采空区。为了确保后期铁路运营安全，需要对正阳镇隧道正穿煤矿采空区进行治理，设计对影响范围内的采空区进行充填治理。

对采空区进行充填治理时，通常采用注浆泵和注浆管将水泥粉煤灰浆液充填至采空区治理范围内。在充填浆液前，工人沿采空区治理两边边界钻孔，灌注聚氨酯化学灌浆材料形成止浆墙，从而达到很好的止水封闭目的，形成封闭注浆边界。因此，注浆过程中，采空区治理范围内的空气需要排出，否则会影响注浆压力。而目前的注浆管仅具有输送浆液的功能，而不具有排气功能，需要额外钻孔进行排气或依靠用于置入注浆管的置入孔进行排气，而前者导致施工量增多并进一步破坏山体结构，后者则要求在注浆过程中不能封闭置入孔，可能导致浆液流出。

实用新型内容

本实用新型意在提供一种煤矿采空区注浆装置，以解决现有注浆管不具有排气功能的问题。

为了达到上述目的，本实用新型的方案为：煤矿采空区注浆装置，包括注浆管，还包括排气软管，所述注浆管的管壁上沿轴向开设有供排气软管贯穿的通道。

本方案的工作原理及有益效果在于：本方案中，将排气软管插入注浆管的通道内，从而使得排气软管的一端探入采空区内，另一端位于采空区外。如此，不仅能够在注浆过程中将采空区内的有害气体排出，避免采空区内气压增大，还能够将采空区内的有害气体排至指定位点(根据排气软管位于采空区外的长度来决定)，避免有害气体排放在注浆管附近，从而避免对注浆管附近的工人造成身体损害。

可选地，所述排气软管探入采空区的一端固定连接有第一膨胀气囊，排气软管的管壁上沿轴向开设有充气通路，充气通路的一端与第一膨胀气囊连通，充气通路的另一端连通有充气管。

本方案中，通过充气管和充气通路向第一膨胀气囊充气，第一膨胀气囊的体积增大，随后第一膨胀气囊与通道内周壁之间的压力增大，从而将排气软管固定在通道内，避免排气软管相对通道发生移动。

可选地，所述排气软管上设有第二膨胀气囊，充气通路连通有充气支路，充气支路与第二膨胀气囊连通。

本方案中，充气时，空气经充气管、充气通路和充气支路进入第二膨胀气囊内，如此，第二膨胀气囊和第一膨胀气囊同时膨胀，体积增大。此种情况下，则利用膨胀后的第二膨胀气囊固定排气软管，而膨胀后的第一膨胀气囊进入采空区内，以便在后续注浆过程中，膨胀后的第一膨胀气囊可以带动排气软管漂浮在浆液之上，从而继续将采空区内的有害气体排出。

可选地，所述充气管包括硬管段和软管段，所述硬管段上安装有用于关闭充气管的阀门。

本方案中，利用阀门关闭或打开充气管，从而使得第一膨胀气囊或第一膨胀气囊和第二膨胀气囊充气后能够保持膨胀状态。

可选地，所述硬管段远离软管段的一端连接有充气泵。

本方案中，利用充气泵进行充气，避免工人手动充气。

可选地，所述通道的数量为两个以上。

本方案中，通道的数量为两个以上，排气面积增加，从而增加采空区内有害气体的排出效率。另外，若有通道中的排气软管出现堵塞，则还可以通过另外的通道进行排气。

可选地，相邻两个通道中，一个通道的底端高于另一个通道的底端。

本方案中，通道底端的高度不同，从而使得注浆管可以在不同钻孔深度的情况下使用。

可选地，所述排气软管上设有刻度线。

本方案中，工人能够通过排气软管上的刻度线掌握排气软管的探入长度，从而预估第一膨胀气囊以及第二膨胀气囊的位置。

可选地，所述通道包括第一段、第二段和第三段，所述第二段沿注浆管的轴向设置，所述第三段靠近第二段的一端高于第三段远离第二段的一端。

本方案中，第三段如此倾斜设置，便于排气软管探入第二段内后转弯进入第三段内。

可选地，所述第一段靠近第二段的一端低于第一段远离第二段的一端。

本方案中，第一段如此倾斜设置，便于排气软管探入第一段内后转弯进入第二段。

附图说明

图1为本实用新型实施例一中煤矿采空区注浆装置的局部轴向剖视图；

图2为本实用新型实施例一中注浆管的局部轴向剖视图；

图3为图2中注浆管的径向剖视图；

图4为图1中A的放大示意图；

图5为图1中B的放大示意图；

图6为图1中C的放大示意图；

图7为本实用新型实施例二中排气软管的轴向剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的标记包括：注浆管1、排气软管2、通道3、第一段301、第二段302、第三段303、第一膨胀气囊4、充气通路5、充气管6、硬管段601、软管段602、阀门7、充气泵8、第二膨胀气囊9、充气支路10。

实施例一

本实施例基本如图1所示：煤矿采空区注浆装置，包括注浆管1和排气软管2，结合图2和图3所示，注浆管1的管壁上沿轴向开设有供排气软管2贯穿的通道3，通道3包括第一段301、第二段302和第三段303，第一段301远离第二段302的一端高于其靠近第二段302的一端，第二段302竖向设置，即第二段302与注浆管1的轴向平行，第三段303远离第二段302的一端低于其靠近第二段302的一端，如此，排气软管2插入通道3时易于在通道3内转弯。通道3的数量为两个以上，相邻两个通道3中，一个通道3的底端高于另一个通道3的底端；本实施例中，通道3的数量为两个，排气软管2的数量为两根；而且，位于左侧的通道3的底端低于右侧的通道3的底端。

排气软管2的外周壁与通道3的内周壁贴合，结合图4和图5所示，排气软管2探入采空区的一端固定连接有第一膨胀气囊4，排气软管2的管壁上沿轴向开设有充气通路5，充气通路5的一端与第一膨胀气囊4连通，结合图6所示，充气通路5的另一端连通有充气管6，充气管6包括硬管段601和软管段602，硬管段601上安装有用于关闭充气管6的阀门7，硬管段601远离软管段602的一端连接有充气泵8。本实施例中，软管段602远离硬管段601的一端与排气软管2熔接，并使得软管段602与充气通路5连通。

使用时，将排气软管2插入通道3内，使得排气软管2上第一膨胀气囊4位于通道3的底端内，随后，充气泵8启动，外界空气在充气泵8作用下，沿充气管6和充气通道3进入第一膨胀气囊4内，第一膨胀气囊4的体积增大，第一膨胀气囊4与通道3内周壁之间的压力增大，从而将排气软管2固定在通道3内，避免排气软管2在通道3内发生移动。工人拉扯排气软管2受到较大阻力时，关闭阀门7和充气泵8，使得第一膨胀气囊4保持膨胀状态。

然后，将注浆管1置入预先钻好的孔洞内，使得注浆管1的底端探入采空区内，并确保两个通道3的顶端位于采空区外并与外界大气连通(排气软管2未插入通道3内的情况下)，其中一个通道3的底端位于采空区内，另一个通道3的底端位于预先钻好的孔洞内，该孔洞可为阶梯孔或孔洞的直径大于注浆管1的直径，以确保该通道3的底端即使位于孔洞内仍能与采空区连通(排气软管2未插入通道3内的情况下)。

注浆管1安装到位后，开始注浆，浆液进入采空区内，采空区内的空气(含有害气体)经排气软管2排出。并且，由于排气软管2的长度预先设计得足够长，因此能够将采空区内的空气排放至指定位点，避免采空区内的空气直接排放在注浆管1附近，从而避免其影响注浆管1附近工人的身体健康。

采空区内浆液的液面逐渐升高，当浆液的液面快要升至左侧通道3的底端时，打开左侧排气软管2所对应的充气管6上的阀门7，充气泵8再次启动，对左侧排气软管2上的第一膨胀气囊4的体积进一步增大，从而将左侧排气软管2封闭，减少甚至避免浆液进入左侧排气软管2中。左侧排气软管2封闭后，及时关闭充气泵8和阀门7。此后，右侧排气软管2继续排出采空区内的空气。当浆液的液面升至采空区的顶壁时，停止注浆，将注浆管1抽拔出来，封孔。

综上所示，本实施例不仅能够在注浆过程中将采空区内的空气排出，还能够将采空区内的空气排放至指定位点。此外，本实施例中利用第一膨胀气囊4的不同膨胀状态，将排气软管2固定在通道3内，并在需要时封闭排气软管2，减少甚至避免浆液进入排气软管2内，减少排气软管2的后续清洁工作，便于重复使用。

实施例二

本实施例与实施例一的区别之处在于：如图7所示，本实施例中，位于左侧通道3内的排气软管2，其上固定连接有第二膨胀气囊9，充气通路5连通有充气支路10，充气支路10远离充气通路5的一端与第二膨胀气囊9连通。且，位于左侧通道3内的排气软管2上设有刻度线。

本实施例中，在注浆管1安装到位后，将左侧排气软管2上第一膨胀气囊4内的空气放出(打开阀门7，第一膨胀气囊4内的空气经充气通路5和充气管6排出)，工人根据左侧通道3内排气软管2上的刻度线，推动左侧的排气软管2继续向通道3内伸入，使得第二膨胀气囊9移动至左侧通道3的底端处，而第一膨胀气囊4则位于采空区内，第一膨胀气囊4与第二膨胀气囊9之间存在一定距离。再启动对应的充气泵8，使得左侧排气软管2上的第一膨胀气囊4和第二膨胀气囊9的体积增大，如此，第二膨胀气囊9体积增大后与左侧通道3底端的内周壁之间的压力增大，从而将左侧排气软管2固定在左侧通道3内。

随后，开始注浆，采空区内的浆液逐渐增多，浆液的液面高度逐渐升高，由于第一膨胀气囊4内存有空气，因此，当浆液的液面升高时，第一膨胀气囊4的浮力使得左侧排气软管2的底端始终保持在液面至上，从而使得左侧排气软管2继续发挥排气功能。

待浆液的液面升高至采空区的顶壁时，抽拔注浆管1，待注浆管1上移至左侧通道3的底端位于孔洞内时，左侧排气软管2上的第一膨胀气囊4和第二膨胀气囊9放气，体积减小，抽取左侧排气软管2，直至第一膨胀气囊4退回左侧通道3内，再继续抽拔注浆管1，最后再补浆封孔。

综上所述，本实施例利用第一膨胀气囊4充气后具有浮力，使得左侧排气软管2的底端始终保持在液面以上，从而使得左右两侧的排气软管2均能发挥排气功能，排气效率比实施例一更高。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和本实用新型的实用性。说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.煤矿采空区注浆装置，包括注浆管，其特征在于：还包括排气软管，所述注浆管的管壁上沿轴向开设有供排气软管贯穿的通道，所述排气软管的外周壁与所述通道的内周壁贴合。

2.根据权利要求1所述的煤矿采空区注浆装置，其特征在于：所述排气软管探入采空区的一端固定连接有第一膨胀气囊，排气软管的管壁上沿轴向开设有充气通路，充气通路的一端与第一膨胀气囊连通，充气通路的另一端连通有充气管。

3.根据权利要求2所述的煤矿采空区注浆装置，其特征在于：所述排气软管上设有第二膨胀气囊，充气通路连通有充气支路，充气支路与第二膨胀气囊连通。

4.根据权利要求2或3所述的煤矿采空区注浆装置，其特征在于：所述充气管包括硬管段和软管段，所述硬管段上安装有用于关闭充气管的阀门。

5.根据权利要求4所述的煤矿采空区注浆装置，其特征在于：所述硬管段远离软管段的一端连接有充气泵。

6.根据权利要求1所述的煤矿采空区注浆装置，其特征在于：所述通道的数量为两个以上。

7.根据权利要求6所述的煤矿采空区注浆装置，其特征在于：相邻两个通道中，一个通道的底端高于另一个通道的底端。

8.根据权利要求2或3所述的煤矿采空区注浆装置，其特征在于：所述排气软管上设有刻度线。

9.根据权利要求1所述的煤矿采空区注浆装置，其特征在于：所述通道包括第一段、第二段和第三段，所述第二段沿注浆管的轴向设置，所述第三段靠近第二段的一端高于第三段远离第二段的一端。

10.根据权利要求9所述的煤矿采空区注浆装置，其特征在于：所述第一段靠近第二段的一端低于第一段远离第二段的一端。