一种断面软岩巷道的网络式注浆装置及其使用方法

技术领域

本发明属于巷道围岩加固支护工程领域，更具体地说，本发明涉及一种 断面软岩巷道的网络式注浆装置及其使用方法。

背景技术

在煤矿巷道支护工程中，通过锚杆注浆可以充填巷道围岩裂隙，将破碎 岩块胶结加固成整体，充分提高围岩的自身承载能力，改善支护效果，在涌 水量大的巷道中也能起到堵水防渗的作用，当前锚杆注浆加固技术作为一种 有效提高巷道围岩的承载力和稳定性的加固措施已经十分普遍；而随着大型 工作面的增多、开采深度的增加，深井巷道在煤炭运输、通风等方面的要求 逐渐增大，加之煤矿机械化程度的不断提高和重型设备的不断应用，巷道断 面不断增大，巷道的维护越加困难，特别是大断面软岩巷道，巷道跨度大， 巷道整体支护工作量大，单位长度巷道支护时间短；对于此类大断面软岩巷 道的注浆工程，现在的巷道注浆装置是将注浆泵与安装到巷道围岩中的注浆 锚杆直接连接，在注浆完成后对注浆锚杆进行封堵，然后再对下一个待注浆 的注浆锚杆进行注浆作业；由于这种注浆是逐个进行加固的，在加固起来比 较耗费时间，工序之间搭接不紧密，施工效率低下，造成施工人员窝工现象， 循环周期长，并且设备和人员的管理比较混乱，影响了总体的施工效率，同 时注浆设备数量不足及其性能差，也影响了施工进度；而有些矿井为满足进 度要求，安排大量人员和设备同时作业，造成人员和设备占用，并对正常的 巷道施工产生较大的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供注浆耗时长短和注浆效率高的一种断 面软岩巷道的网络式注浆装置及其使用方法。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种断面软岩巷道的网 络式注浆装置，包括可调节支架，所述可调节支架顶部设有浆液集中部，可 调节支架底部设有浆液注射部，其中浆液集中部与可调节支架之间固定连接， 浆液注射部与可调节支架之间为固定连接。

本发明公开的一种断面软岩巷道的网络式注浆装置，所述浆液集中部包 括浆液集中管、集中管卸压管道和浆液缓存器，其中，浆液集中管顶部设有 注浆泵管道连接口，浆液集中管与注浆泵管道连接口之间固定连接，浆液集 中管底部与浆液缓存器之间固定连接，集中管泄压管道与浆液集中管中间部 分连接。

本发明公开的一种断面软岩巷道的网络式注浆装置，所述集中管泄压管 道上设有集中管泄压阀，集中管泄压阀与集中管泄压管道之间固定连接(当 出现浆液缓存器堵塞或全部浆液分注管道同时注浆结束时，可通过集中管卸 压通道进行紧急卸压)。

本发明公开的一种断面软岩巷道的网络式注浆装置，所述浆液注射部包 括四条平行设置的浆液分注管道、压力调节阀、分注管泄压管道、快速注浆 连接头和分注管控制阀，其中，每条浆液分注管道顶部均穿过所述可调节支 架与所述浆液集中部之间联通，每条浆液分注管道底部与快速注浆连接头之 间固定连接，压力调节阀设置在每条浆液分注管道靠近可调节支架的一端， 分注管控制阀设置在每条浆液分注管道靠近快速注浆连接头一端，分注管泄 压管道设置在每条浆液分注管道中间部分且与浆液分注管道之间固定连接。

本发明公开的一种断面软岩巷道的网络式注浆装置，所述分注管泄压管 道上设有分注管泄压阀，分注管泄压阀与分注管泄压管道之间固定连接。

本发明公开的一种断面软岩巷道的网络式注浆装置，所述四条平行设置 的浆液分注管道每条浆液分注管道均设有流量计和压力表，流量计和压力表 处在每条每条浆液分注管道的分注管泄压管道与压力调节阀之间。

本发明公开的一种断面软岩巷道的网络式注浆装置，所述快速注浆连接 头包括分注管连接头、卡条、注浆锚杆和注浆锚杆连接头，其中，卡条固定 设置在分注管连接头上，分注管连接头一端与所述浆液分注管道连接，分注 管连接头另一端与注浆锚杆连接头之间采用卡条连接，注浆锚杆与注浆锚杆 连接头之间采用螺纹连接(分注管连接头和注浆锚杆连接头皆为中空，分注 管连接头与各个浆液分注管道相连，注浆锚杆连接头内壁上设有内螺纹，可 与注浆锚杆注浆端螺纹相连接，分注管连接头和注浆锚杆连接头通过卡条进行快速连接，拆卸与安装快捷，可实现与注浆锚杆的快速分离，以及与下一 注浆锚杆的快速连接)。

本发明公开的一种断面软岩巷道的网络式注浆装置，所述可调节支架包 括支撑板、调节螺纹孔、紧固螺栓和调节板，其中，支撑板和调节板均设置 有调节螺纹孔，支撑板通过使用紧固螺栓与调节板之间螺栓固定连接，支撑 板与所述浆液集中部之间固定连接，调节板上设有多个小孔，调节板通过小 孔与浆液注射部之间活动连接(支撑板用于承载浆液缓存器，调节板中有若 干小孔，用于浆液分注管穿过，利用紧固螺栓将调节板固定到不同调节螺纹 孔上，用于固定和调节浆液缓存装置附近浆液分注管)。

本发明公开的一种断面软岩巷道的网络式注浆装置的使用方法，包括以 下步骤：

S1：视所需注浆的注浆锚杆数量，提前将注浆锚杆连接头安装到注浆锚 杆上，调整可调节支架上调节板位置，使浆液缓存器处各浆液分注管道处于 合理位置，防止相互影响；

S2：根据浆液分注管道数量，利用固定安装到浆液分注管道上的快速注 浆连接头将浆液分注管道和注浆锚杆相连接，同时，利用浆液集中管端头的 注浆泵管道连接口将浆液集中管与注浆泵出浆管道相连接，使组成的注浆管 路进行封闭；

S3：将装置内所有管道阀门关闭，启动注浆泵，当浆液缓存器内浆液达 到一定量时，打开各分注管卸压阀，待所有分注管卸压管道皆有浆液喷出时， 关闭分注管卸压阀，调整压力调节阀，打开分注管控制阀，对装置最初所连 接的注浆锚杆进行注浆；

S4：当一个浆液分注管道上的流量计停止变化，且压力表显示的注浆压 力达到预定压力时，认为该浆液分注管道所连接的注浆锚杆的注浆作业完成， 则关闭分注管控制阀，将该浆液分注管道与注浆锚杆的快速分离，并与提前 安装快速注浆连接头的下一注浆锚杆快速连接，继续注浆；

S5：待全部注浆锚杆的注浆作业完成时，对各个浆液分注管道进行卸压， 待卸压完毕后，将浆液分注管道与注浆锚杆拆离，用注浆泵泵送清水，打开 所有阀门，进行装置的清洗。

采用本发明方案，(1)本发明的网络式快速注浆装置，实现了一至多根注 浆锚杆同时连续注浆的网络式注浆方式，与当前现有设备相比，克服了单根 锚杆注浆的注浆效果差、工艺落后，操作单一，工序之间搭接不紧密，循环 周期长的缺点，同时也避免了安排大量人员和设备同时作业，造成人员和设 备占用的问题，节省了施工时间，提高了施工效率。

(2)本发明的装置各浆液分注管上的流量计、压力表、分注管控制阀，可 实现各浆液分注管内浆液流量、压力的独立监控，可随时关闭达到注浆要求 的浆液分注管而不会影响相邻浆液分注管的注浆工作。

(3)本发明的装置设有集中管卸压管道、分注管卸压管道和压力调节阀， 可有效的对管路流量、压力进行调节，充分做到总体控制，单个操作，最大 限度的保证注浆效果，保证注浆区域注浆的均匀性。

(4)可调节支架可以承载浆液缓存器、固定和调节浆液缓存器附近浆液分 注管，减少巷道环境对浆液缓存器的影响，避免浆液分注管缠绕对施工的影 响。

另外，本发明还具有结构简单可靠，使用方法便捷，可拆卸设计适应巷 道环境等优点。

以下将结合附图和实施例，对本发明进行较为详细的说明。

附图说明

下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明的示意图；

图2为本发明的调节支架示意图；

图3为本发明的快速注浆连接头的结构示意图；

图4为本发明的使用状态参考图；

图中标记为：1、注浆泵管道连接口；2、浆液集中管；3、集中管泄压阀； 4、集中管泄压管道；5、浆液缓存器；6、可调节支架；61、支撑板；62、调 节螺纹孔；63、紧固螺栓；64、调节板；7、压力调节阀；8、流量计；9、压 力表；10、浆液分注管道；11、分注管泄压阀；12、分注管泄压管道；13、 分注管控制阀；14、快速注浆连接头；141、分注管连接头；142、卡条；143、 注浆锚杆连接头；15、注浆锚杆；151、注浆锚杆注浆端；16、托盘；17、止 浆塞；18、钻孔；19、巷道；

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉 及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作 用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助 本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的 理解。

图1为本发明的示意图；图2为本发明的调节支架示意图；图3为本发 明的快速注浆连接头的结构示意图；如图1、图2和图3所示的一种断面软岩 巷道的网络式注浆装置，包括可调节支架6，所述可调节支架6顶部设有浆液 集中部，可调节支架6底部设有浆液注射部，其中浆液集中部与可调节支架6 之间固定连接，浆液注射部与可调节支架6之间为固定连接；浆液集中部包 括浆液集中管2、集中管卸压管道4和浆液缓存器5，其中，浆液集中管2顶 部设有注浆泵管道连接口1，浆液集中管2与注浆泵管道连接口1之间固定连 接，浆液集中管2底部与浆液缓存器5之间固定连接，集中管泄压管道4与 浆液集中管2中间部分连接；集中管泄压管道4上设有集中管泄压阀3，集中 管泄压阀3与集中管泄压管道4之间固定连接；浆液注射部包括四条平行设 置的浆液分注管道10、压力调节阀7、分注管泄压管道12、快速注浆连接头 14和分注管控制阀13，其中，每条浆液分注管道10顶部均穿过所述可调节支架6与所述浆液集中部之间联通，每条浆液分注管道10底部与快速注浆连 接头14之间固定连接，压力调节阀7设置在每条浆液分注管道10靠近可调 节支架6的一端，分注管控制阀13设置在每条浆液分注管道10靠近快速注 浆连接头14一端，分注管泄压管道12设置在每条浆液分注管道10中间部分 且与浆液分注管道10之间固定连接；分注管泄压管道12上设有分注管泄压 阀11，分注管泄压阀11与分注管泄压管道12之间固定连接；四条平行设置的浆液分注管道10每条浆液分注管道均设有流量计8和压力表9，流量计8 和压力表9处在每条每条浆液分注管道10的分注管泄压管道12与压力调节 阀7之间；快速注浆连接头14包括分注管连接头141、卡条142、注浆锚杆 15和注浆锚杆连接头143，其中，卡条142固定设置在分注管连接头141上， 分注管连接头141一端与所述浆液分注管道10连接，分注管连接头141另一 端与注浆锚杆15连接头连接，注浆锚杆15与注浆锚杆连接头143之间采用 螺纹连接；可调节支架6包括支撑板61、调节螺纹孔62、紧固螺栓63和调 节板64，其中，支撑板61和调节板64均设置有调节螺纹孔62，支撑板61 通过使用紧固螺栓63与调节板64之间螺栓固定连接，支撑板61与所述浆 液集中部之间固定连接，调节板64上设有多个小孔，调节板64通过小孔与 浆液注射部之间活动连接。

使用时，视所需注浆的注浆锚杆15数量，提前将注浆锚杆连接头143安 装到注浆锚杆15上，调整可调节支架6上调节板64位置，使浆液缓存器5 处各浆液分注管道10处于合理位置，防止相互影响；根据浆液分注管道10 数量，利用固定安装到浆液分注管道10上的快速注浆连接头14将浆液分注 管道10和注浆锚杆15相连接，同时，利用浆液集中管2端头的注浆泵管道 连接口1将浆液集中管2与注浆泵出浆管道相连接，使组成的注浆管路进行封闭；将装置内所有管道阀门关闭，启动注浆泵，当浆液缓存器5内浆液达 到一定量时，打开各分注管卸压阀11，待所有分注管卸压管道12皆有浆液喷 出时，关闭分注管卸压阀11，调整压力调节阀7，打开分注管控制阀13，对 装置最初所连接的注浆锚杆15进行注浆；当一个浆液分注管道10上的流量 计8停止变化，且压力表9显示的注浆压力达到预定压力时，认为该浆液分 注管道10所连接的注浆锚杆15的注浆作业完成，则关闭分注管控制阀13， 将该浆液分注管道10与注浆锚杆15的快速分离，并与提前安装快速注浆连 接头14的下一注浆锚杆15快速连接，继续注浆；待全部注浆锚杆15的注浆 作业完成时，对各个浆液分注管道10进行卸压，待卸压完毕后，将浆液分注 管道10与注浆锚杆15拆离，用注浆泵泵送清水，打开所有阀门，进行装置 的清洗。

采用本发明方案，采用本发明方案，(1)本发明的网络式快速注浆装置， 实现了一至多根注浆锚杆同时连续注浆的网络式注浆方式，与当前现有设备 相比，克服了单根锚杆注浆的注浆效果差、工艺落后，操作单一，工序之间 搭接不紧密，循环周期长的缺点，同时也避免了安排大量人员和设备同时作 业，造成人员和设备占用的问题，节省了施工时间，提高了施工效率。

(2)本发明的装置各浆液分注管上的流量计、压力表、分注管控制阀， 可实现各浆液分注管内浆液流量、压力的独立监控，可随时关闭达到注浆要 求的浆液分注管而不会影响相邻浆液分注管的注浆工作。

(3)本发明的装置设有集中管卸压管道、分注管卸压管道和压力调节阀， 可有效的对管路流量、压力进行调节，充分做到总体控制，单个操作，最大 限度的保证注浆效果，保证注浆区域注浆的均匀性。

(4)可调节支架可以承载浆液缓存器、固定和调节浆液缓存器附近浆液分 注管，减少巷道环境对浆液缓存器的影响，避免浆液分注管缠绕对施工的影 响。

另外，本发明还具有结构简单可靠，使用方法便捷，可拆卸设计适应巷 道环境等优点。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受 上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实 质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的， 均在本发明的保护范围之内。