一种破碎顶板定点控制注浆施工方法

技术领域

本发明涉及一种破碎顶板定点控制注浆施工方法，属于顶板施工领域。

背景技术

贵州地区煤层分布多为多煤层结构，采煤时会出现上部采空，导致下部顶板比较破碎，容易出现顶板石头往下漏的问题，这一方面导致安全问题突出，另一方面又会导致施工效率低下。

为了解决这个问题，现有技术采用预注浆技术对顶板进行支护，但是现有的预注浆技术在注浆时，因为顶板破碎，浆液会从顶板漏下来，一是施工成本高，二是对顶板的支护效果较差。

因此，现急需一种适用于破碎顶板定点控制注浆施工方法，解决现有技术浆液容易从顶板漏下的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种破碎顶板定点控制注浆施工方法，以解决上述背景技术中存在的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种破碎顶板定点控制注浆施工方法，所述方法为：

将注浆管打入顶板，使注浆管方向指向巷道开采断面，并使注浆管与顶板夹角小于15°；

对顶板采用分段注浆，从顶板注浆孔开口处向内依次进行注浆，先注浆的部位凝固以后再对下一处注浆部位进行注浆，注浆压力小于2MPa，并将注浆管保留在顶板内作为骨架。

进一步地，当所有区段注浆完成以后，对露出注浆孔开口的注浆管使用U型棚进行支撑，注浆管位于U型棚上部。

进一步地，在U型棚对注浆管进行支撑前先对注浆管向上施加压力。

优选地，所述注浆管包括：钻头、n根子管、n-1个压力阀，n为大于2的整数；

所述n根管子之间通过n-1个压力阀依次连接在一起，注浆管靠近巷道开采断面的一端设有钻头；

所述压力阀的预设开启压力从顶板注浆孔开口处向内依次增加，最靠近浆孔开口处的压力阀的预设开启压力为2Mpa。

进一步地，所述压力阀还包括预设关闭压力，所述预设关闭压力从顶板注浆孔开口处向内依次增加，从顶板注浆孔开口处开始，相邻两个压力阀，靠近顶板注浆孔开口的压力阀预设关闭压力小于远离顶板注浆孔开口的压力阀预设开启压力。

进一步地，所述压力阀包括本体、出浆孔、活塞、连接臂、导杆和气囊；

其中本体为侧壁开设出浆孔的两通管，出浆孔为两端直径比中部直径小的孔，出浆孔内活动连接活塞；

所述活塞上下两端分别固定连接连接臂，上下两根连接臂分别活动连接在两根导杆上，导杆方向与出浆孔的中轴线平行，所述气囊设置在连接臂与出浆孔内壁直接，所述出浆孔内壁靠近本体外侧壁；

所述活塞不受外力仅受到气囊弹力封闭靠近本体内侧壁的出浆孔时，气囊的弹力等于压力阀的预设开启压力；

所述活塞受到外力封闭靠近本体外侧壁的出浆孔时，气囊的弹力等于压力阀的预设关闭压力。

进一步地，所述注浆管内的浆液通过浆液调制装置送入注浆管内，所述浆液调制装置包括浆液加速剂储存罐、浆液存储罐、搅拌装置、第一泵机、第二泵机、第三泵机、第一流量计、第二流量计和控制器；

所述浆液加速剂储存罐通过管道依次与第一泵机、第一流量计、搅拌装置和第三泵机连通，第三泵机与注浆管通过管道连通，控制器与第一泵机、第一流量计、搅拌装置和第三泵机电连接；

所述浆液存储罐通过管道依次与第二泵机、第二流量计、搅拌装置和第三泵机连通，控制器与第二泵机和第二流量计电连接。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，

1） 本发明通过先注浆的部位凝固以后再对下一处注浆部位进行注浆，注浆压力小于2MPa，从而使得破碎的顶板出口处封闭，避免顶板破碎导致的漏浆问题，施工成本更低，由于不漏浆，支护效果也更好；

2） 本发明通过从顶板注浆孔开口处向内依次进行注浆，并确保注浆压力小于2MPa，低压慢渗使浆液能够逐步凝固，从而避免了巷道顶板因为破碎导致浆液大量通过裂缝流失；

3） 本发明通过当所有区段注浆完成以后，对露出注浆孔开口的注浆管使用U型棚进行支撑，注浆管位于U型棚上部，使得注浆管可以对注浆范围内的顶板起到支撑作用；

4） 本发明通过将注浆管拆解为可拆分的多根子管和压力阀，可实现任意注浆长度的控制，并且利用压力阀的预设开启压力，可以实现对不同区段注浆顺序的设置；

5） 本发明利用气囊气压，可预设活塞的预设开启压力和预算关闭压力，从而实现压力阀打开压力位区间分布，处于设定区间则压力阀打开，处于设定区间外则压力阀关闭，这样做的好处是使得注浆管注浆点可精确设定，这对破碎顶板注浆尤其有效，因为这样就可以先对容易漏浆处采用低压慢渗的方法注浆，实现对浆液的封堵，而不漏浆处可以采取更快的灌浆速度，实现效率提升；

6） 本发明通过第一泵机从浆液加速剂储存罐抽取浆液加速剂，通过第二泵机从浆液存储罐抽取浆液，并通过第一流量计测量浆液加速剂的流量，通过第二流量计测量浆液流量，并通过搅拌装置搅拌均匀，通过第三泵机浆混合后浆液加压输送到注浆管中，控制器根据需要的浆液凝固速度，控制浆液加速剂的流量和浆液流量，从而实现灌浆料的凝固时间精确控制。

附图说明

图1为本发明实施例的立体图；

图2为图1中B处的局部视图；

图3为图1中A处的局部视图；

图4为本发明压力阀处的剖视图；

图5为本发明浆液调制装置的连接框图；

图6为本发明的电路连接框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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作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。

实施例一：

参考图1-6，一种破碎顶板定点控制注浆施工方法，所述方法为：将注浆管打入顶板，使注浆管方向指向巷道开采断面，并使注浆管与顶板夹角小于15°；对顶板采用分段注浆，从顶板注浆孔开口处向内依次进行注浆，先注浆的部位凝固以后再对下一处注浆部位进行注浆，注浆压力小于2MPa，并将注浆管保留在顶板内作为骨架。

为了对顶板进行支撑，当所有区段注浆完成以后，对露出注浆孔开口的注浆管使用U型棚进行支撑，注浆管位于U型棚上部。

进一步地，在U型棚对注浆管进行支撑前先对注浆管向上施加压力。

为了实现任意长度的注浆，本实施例中所述注浆管包括：钻头3、n根子管1、n-1个压力阀2，n为大于2的整数；所述n根管子之间通过n-1个压力阀2依次连接在一起，注浆管靠近巷道开采断面的一端设有钻头3；所述压力阀2的预设开启压力从顶板注浆孔开口处向内依次增加，最靠近浆孔开口处的压力阀2的预设开启压力为2Mpa。

为了实现灌浆位置的单点精确控制，进一步地，所述压力阀2还包括预设关闭压力，所述预设关闭压力从顶板注浆孔开口处向内依次增加，从顶板注浆孔开口处开始，相邻两个压力阀2，靠近顶板注浆孔开口的压力阀2预设关闭压力小于远离顶板注浆孔开口的压力阀2预设开启压力。

进一步地，所述压力阀2包括本体4-1、出浆孔4-2、活塞4-6、连接臂4-3、导杆4-4和气囊4-5；其中本体4-1为侧壁开设出浆孔4-2的两通管，出浆孔4-2为两端直径比中部直径小的孔，出浆孔4-2内活动连接活塞4-6；所述活塞4-6上下两端分别固定连接连接臂4-3，上下两根连接臂4-3分别活动连接在两根导杆4-4上，导杆4-4方向与出浆孔4-2的中轴线平行，所述气囊4-5设置在连接臂4-3与出浆孔4-2内壁直接，所述出浆孔4-2内壁靠近本体4-1外侧壁；所述活塞4-6不受外力仅受到气囊4-5弹力封闭靠近本体4-1内侧壁的出浆孔4-2时，气囊4-5的弹力等于压力阀2的预设开启压力；所述活塞4-6受到外力封闭靠近本体4-1外侧壁的出浆孔4-2时，气囊4-5的弹力等于压力阀2的预设关闭压力。

进一步地，所述注浆管内的浆液通过浆液调制装置送入注浆管内，所述浆液调制装置包括浆液加速剂储存罐5、浆液存储罐10、搅拌装置8、第一泵机6、第二泵机11、第三泵机9、第一流量计7、第二流量计12和控制器13；

所述浆液加速剂储存罐5通过管道依次与第一泵机6、第一流量计7、搅拌装置8和第三泵机9连通，第三泵机9与注浆管通过管道连通，控制器13与第一泵机6、第一流量计7、搅拌装置8和第三泵机9导线或无线连接；所述浆液存储罐10通过管道依次与第二泵机11、第二流量计12、搅拌装置8和第三泵机9连通，控制器13与第二泵机11和第二流量计12导线或无线连接。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。