一种静力破岩任意孔封孔装药法制造技术

一种静力破岩任意孔封孔装药法，所述封孔装药法是在装药孔内放置PVC管，并由水泥水玻璃胶泥进行密闭封孔后，在装药孔口连通控制阀和泄压阀以及注浆泵注浆管进行注浆装药，注浆装药结束。本发明专利技术在注浆孔内放置注浆管和排气管，单液注浆泵注浆装药，增强了静态胀裂剂破岩的适用性，降低了对钻孔形状和角度的要求，促进了静态胀裂剂破岩技术的推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种静力破岩任意孔封孔装药法
本专利技术涉及一种静态胀裂剂破岩的封孔装药方法，尤其是一种用于静态胀裂剂破岩任意钻孔的封孔装药方法。
技术介绍
静态胀裂剂破岩技术是在被破碎物上钻孔并向孔内装填按一定水灰比配置的胀裂剂浆液，胀裂剂发生水化反应产生膨胀压力将被破碎物致裂破碎，因其破碎过程具有无振动、无冲击波、无声且安全、无需审批等优点而成为厂房混凝土基础拆除、城市居民密集区建筑物拆除、贵重石材开采和煤矿井下采掘破岩等对安全有严格要求的破碎地点替代传统炸药爆破的一种新型破岩技术，但实际使用静态胀裂剂静力破岩的效果受到钻孔形状、角度限制及封孔质量影响，对于任意形状的异形孔或孔口比较破碎的圆形钻孔，常规封孔器无法使用，封孔质量不佳造成注浆装药压力降低、跑浆、漏浆等问题；对于垂直俯斜孔，灌注装药容易，但不封孔易发生喷孔现象，存在安全隐患；对于角度较小的俯斜孔和水平孔注浆装药时钻孔不能被装填满，破岩效果不佳；对于仰斜孔，受封孔质量限制而无法使用注浆装药。在公开文献中，针对静态胀裂剂静力破岩技术封孔装药方法没有详细的说明，现有静态胀裂剂静力破岩技术，主要用于混凝土基础拆除和石材开采的垂直钻孔，直接将搅拌好的胀裂剂浆液灌入钻孔内，不封孔，易于实施；对于煤矿井下实施静力破岩时的异形孔口及孔口较破碎的圆形仰斜孔因无法装填静态胀裂剂药剂，使静力破岩技术的使用范围受到极大限制，制约静力破岩技术的推广应用。为了满足静态胀裂剂实际破岩应用中遇到的任意破岩要求，尤其是为了解决由于无法封孔导致异形孔口及孔口较破碎的圆形仰斜孔无法装填胀裂剂药剂问题，迫切需要寻求一种对于任意破岩要求下任意孔的静态胀裂剂封孔装药方法。
技术实现思路
基于现有静态胀裂剂破岩封孔装药所公开和实际应用的现有技术，本专利技术要解决的具体技术问题是如何实现使用静态胀裂剂在任意破岩要求下，对任意孔的封孔装药方法，并提供一种使用静态胀裂剂破岩的任意孔封孔装药方法，尤其是一种应用于异形孔口或孔口较破碎的圆形仰斜孔封孔装药方法。实现上述本专利技术所提供的一种静力破岩任意孔封孔装药法的具体技术方案如下。一种静力破岩任意孔封孔装药法，其特征在于：所述封孔装药法是按下列步骤进行的：（1）对于仰斜孔，在装药孔内放置两根PVC管，第一根PVC管延伸到仰斜孔底，仰斜孔外留0.1m，进行排气和回浆控制装药量；第二根在孔口连接控制阀和泄压阀，长度1m，孔外留有0.2m，连通注浆泵注浆管进行注浆装药；（2）对于仰斜孔外的其它孔，在装药孔内放置一根PVC管，长度1m，孔外留有0.2m，在孔口连接控制阀和泄压阀，以及连通注浆泵注浆管进行注浆装药；（3）用波美度为38～48的水玻璃溶液与普通硅酸盐水泥，按水灰比为1∶2-1∶3混合并迅速搅拌成粘塑状态胶泥，得到封孔水泥水玻璃胶泥；（4）在孔口用配制好的水泥水玻璃胶泥固定放置在装药孔内的PVC管，且在孔内封堵0.3m；（5）抹平孔口水泥水玻璃胶泥，固化30分钟后，凝结硬化的水泥水玻璃胶泥强度达4MPa，且孔口封堵严密；（6）将注浆泵注浆管与已封孔的装药孔口的控制阀相连接，打开控制阀，关闭泄压阀；（7）按水灰比2.5∶7.5-3∶7配置静态胀裂剂浆液并搅拌均匀，将注浆泵注浆管置入搅拌好的静态胀裂剂浆液，启动注浆泵进行注浆；（8）对于仰斜孔，当伸到孔底的PVC管返浆时停止注浆装药，此时静态胀裂剂浆液已充满该仰斜装药孔；（9）对于仰斜孔外的其它孔，注浆装药至注浆泵达到4MPa的注浆压力时停止注浆，气体体积与压力之间满足RobertBoyle定律，此时钻孔内残余未注浆装药体积V2为：式中，P1是大气压力，常温常压下取0.101325MPa；P2是注浆泵的最大注浆压力，取4MPa；V1是常温常压下钻孔内气体体积，m3；V2是注浆结束后钻孔内残余体积，m3；引入钻孔装药体积残余率δ，其计算公式如下：静态胀裂剂浆液水化反应后自身体积膨胀为2-3倍，对于仰斜孔外的其它孔，2.5%的钻孔装药体积残余率满足工程应用要求；（10）注浆装药结束后，关闭孔口注浆PVC管上的控制阀，打开孔口注浆PVC管上的泄压阀，拆下注浆泵注浆管，并用清水冲洗干净注浆泵及其管路。其中，所述静态胀裂剂的一次性注浆时间是10分钟；所述注浆泵是单液注浆泵，通过注浆方法向钻孔内装填静态胀裂剂浆液；所述注浆PVC管的外径是15mm的硬PVC管，回浆PVC管的外径是10mm的硬PVC管，每节之间采用承插式快速接头连接；所述水玻璃的模数是1.5～3.5、波美度是38～48的硅酸钠溶液；所述控制阀与卸压阀是与注浆PVC管连接配套的控制阀与卸压阀。实施本专利技术上述所提供的一种静力破岩任意孔封孔装药法，与现有技术相比，其特点是本专利技术所采用的封孔材料是按所述方法配置好的水泥水玻璃胶泥，可塑性和粘结性好，短时间内凝结硬化强度高，封孔质量好，施工过程简单方便，材料来源广且经济安全，不受钻孔角度及钻孔形状限制，成本与封孔器相比很低，在实用性与经济效益方面具有明显的突出优势，也是常规封孔器封孔方法无法实现的一种简单实用的任意孔使用静态胀裂剂破岩封孔装药方法，在注浆孔内放置注浆管和排气管，单液注浆泵注浆装药，增强了静态胀裂剂破岩的适用性，降低了对钻孔形状和角度的要求，促进了静态胀裂剂破岩技术的推广应用。附图说明图1是本专利技术仰斜钻孔布管及封孔示意图。图2是本专利技术水平钻孔布管及封孔示意图。图3是本专利技术俯斜钻孔布管及封孔示意图。图4是本专利技术仰斜钻孔注浆装药示意图。图5是本专利技术陷落柱岩壁钻孔布置图。图6是本专利技术陷落柱岩体内仰斜钻孔封孔及布管示意图。图7是本专利技术陷落柱岩体内俯斜钻孔封孔及布管示意图。图8是本专利技术陷落柱岩壁内钻孔布置及装药示意图。图9是本专利技术静态胀裂剂反应后陷落柱岩体破碎示意图。具体实施方式下面通过具体实施例进一步说明本专利技术的具体实施方式。实施例1煤矿井下综采工作面回采过程中遇到范围较小的陷落柱时，一般选择使用采煤机直接切割方法通过，但有些陷落柱范围内岩体属于坚硬岩层，岩体硬度大，采煤机切割硬过会造成采煤机截割头磨损严重甚至切割不动，无法推进，严重影响工作面日推进速度和日产量；对于高瓦斯矿井，使用传统炸药爆破破岩具有很大的安全隐患，且审批严格。因此，煤矿井下综采工作面回采过程中遇到硬度较大的陷落柱岩体时，应用本专利技术一种静力破岩任意孔封孔装药方法对陷落柱范围内的坚硬岩体实施静力破岩处理，使陷落柱范围内的坚硬岩体破碎成为小岩块或岩体内裂隙发育明显，采煤机截齿能够正常切割落岩，保证工作面正常回采。为了增强破岩效果，在陷落柱岩体上布置仰斜孔、水平孔和俯斜孔，其所述的使用静态胀裂剂静力破岩封孔装药方法按下列步骤进行：（1）某矿综采工作面回采过程中遇到较大范围的陷落柱坚硬岩体，实验测定该陷落柱岩体的单轴抗压强度为68MPa，沿工作面回采方向分布20m，侵入煤体内的范围约8m，回采高度3m。在工作面岩壁按照图5设计使用静态胀裂剂静力破碎处理陷落柱范围内的坚硬岩体。（2）根据岩体强度及破岩要求，设计钻孔间排距0.5m，第一排钻孔距底板0.5m，第五排钻孔距顶板0.5m，钻孔直径60mm，孔深2m，循环4次静力破岩。（3）3#孔为水平不装药辅助孔，起增加自由面作用；1#和4#孔是与水平方向成10°的俯斜装药孔，2#和5#孔是与水平方向成10°的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种静力破岩任意孔封孔装药法，其特征在于：所述封孔装药法是按下列步骤进行的：（1）对于仰斜孔，在装药孔内放置两根PVC管，第一根PVC管延伸到仰斜孔底，仰斜孔外留0.1m，进行排气和回浆控制装药量；第二根在孔口连接控制阀和泄压阀，长度1m，孔外留有0.2m，连通注浆泵注浆管进行注浆装药；（2）对于仰斜孔外的其它孔，在装药孔内放置一根PVC管，长度1m，孔外留有0.2m，在孔口连接控制阀和泄压阀，以及连通注浆泵注浆管进行注浆装药；（3）用波美度为38～48的水玻璃溶液与普通硅酸盐水泥，按水灰比为1∶2 ‑ 1∶3混合并迅速搅拌成粘塑状态胶泥，得到封孔水泥水玻璃胶泥；（4）在孔口用配制好的水泥水玻璃胶泥固定放置在装药孔内的PVC管，且在孔内封堵0.3m；（5）抹平孔口水泥水玻璃胶泥，固化30分钟后，凝结硬化的水泥水玻璃胶泥强度达4MPa，且孔口封堵严密；（6）将注浆泵注浆管与已封孔的装药孔口的控制阀相连接，打开控制阀，关闭泄压阀；（7）按水灰比2.5∶7.5 ‑ 3∶7配置静态胀裂剂浆液并搅拌均匀，将注浆泵注浆管置入搅拌好的静态胀裂剂浆液，启动注浆泵进行注浆；（8）对于仰斜孔，当伸到孔底的PVC管返浆时停止注浆装药，此时静态胀裂剂浆液已充满该仰斜装药孔；（9）对于仰斜孔外的其它孔，注浆装药至注浆泵达到4MPa的注浆压力时停止注浆，气体体积与压力之间满足RobertBoyle定律...

【技术特征摘要】
1.一种静力破岩任意孔封孔装药法，其特征在于：所述封孔装药法是按下列步骤进行的：（1）对于仰斜孔，在装药孔内放置两根PVC管，第一根PVC管延伸到仰斜孔底，仰斜孔外留0.1m，进行排气和回浆控制装药量；第二根在孔口连接控制阀和泄压阀，长度1m，孔外留有0.2m，连通注浆泵注浆管进行注浆装药；（2）对于仰斜孔外的其它孔，在装药孔内放置一根PVC管，长度1m，孔外留有0.2m，在孔口连接控制阀和泄压阀，以及连通注浆泵注浆管进行注浆装药；（3）用波美度为38～48的水玻璃溶液与普通硅酸盐水泥，按水灰比为1∶2-1∶3混合并迅速搅拌成粘塑状态胶泥，得到封孔水泥水玻璃胶泥；（4）在孔口用配制好的水泥水玻璃胶泥固定放置在装药孔内的PVC管，且在孔内封堵0.3m；（5）抹平孔口水泥水玻璃胶泥，固化30分钟后，凝结硬化的水泥水玻璃胶泥强度达4MPa，且孔口封堵严密；（6）将注浆泵注浆管与已封孔的装药孔口的控制阀相连接，打开控制阀，关闭泄压阀；（7）按水灰比2.5∶7.5-3∶7配置静态胀裂剂浆液并搅拌均匀，将注浆泵注浆管置入搅拌好的静态胀裂剂浆液，启动注浆泵进行注浆；（8）对于仰斜孔，当伸到孔底的PVC管返浆时停止注浆装药，此时静态胀裂剂浆液已充满该仰斜装药孔；（9）对于仰斜孔外的其它孔，注浆装药至注浆泵达到4MPa的注浆压力时停止注浆，气体体积与压力之间满足Robert...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝兵元，任兴云，李强，李志宏，李彦生，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西,14