一种煤矿松散含水层注浆改造用液压注浆设备及使用方法技术

本发明专利技术公开了一种煤矿松散含水层注浆改造用液压注浆设备，包括机台、注浆仓以及双向液压的注浆机构；机台顶部安装注浆仓，注浆仓内安装双向液压的注浆机构；双向液压的注浆机构连接有出浆阀口；出浆阀口安装在注浆仓侧壁上；双向液压的注浆机构实现活塞正返程双向液压注浆。本发明专利技术提供一种煤矿松散含水层注浆改造用液压注浆设备及使用方法，结构设置巧妙且布置合理，由于回形框的结构设置，异型齿轮交替与回形框上下位置的凸齿啮合，液压马达驱动异型齿轮转动时使得回形框进行左右往复运动，因此又带动活塞在工作缸内进行左右往复运动，活塞在进行一次往复运动时，可以对左右两个方向的浆液进行挤压注浆，注浆的效率大幅提升。注浆的效率大幅提升。注浆的效率大幅提升。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿松散含水层注浆改造用液压注浆设备及使用方法


[0001]本专利技术涉及注浆设备
，具体是一种煤矿松散含水层注浆改造用液压注浆设备及使用方法。

技术介绍

[0002]我国灰岩岩溶面积大，分布广，面积大约有2Mkm2，约占全国总面积的五分之一。这些地区也正是重要的煤产地。有60％的煤矿不同强度地受到底板岩溶承压水的威胁，受水害的面积和严重程度均居世界各主要采煤国家的首位。在长期大规模的开发中，浅部资源的逐渐减少和枯竭，地下开采的深度也越来越大。目前，不少矿井已进入深部开采，最深的已将近1500m。煤层底板承受岩溶承压水的压力很大，水压值已达到2.0～6.5MPa。另外，煤层与其下伏的灰岩岩溶含水层之间的隔水层厚度一般只有10～20m，最大可达50～60m，突水的机率大增，淹井的事故也逐年上升。
[0003]因此含水层的的注浆改造成为常用的煤矿突水处理措施，目前的注浆设备有多种，其中活塞式在注浆时，活塞的一次往复运动只能进行一次注浆，对于注浆初期的大注浆量需求以及整个注浆流程均有限制影响。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种煤矿松散含水层注浆改造用液压注浆设备及使用方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种煤矿松散含水层注浆改造用液压注浆设备，包括机台、注浆仓以及双向液压的注浆机构；所述机台顶部安装注浆仓，注浆仓内安装双向液压的注浆机构；
[0007]双向液压的注浆机构连接有多个用于连接注浆管的出浆阀口；出浆阀口安装在注浆仓侧壁上；双向液压的注浆机构实现活塞正返程双向液压注浆；
[0008]所述出浆阀口能够反向截流出浆，限制浆液回流；
[0009]活塞在进行一次往复运动时，可以对左右两个方向的浆液进行挤压注浆，单位时间内注浆量得到倍增，注浆的效率大幅提升；
[0010]还包括注浆振动辅助机构，所述注浆振动辅助机构安装在机台上，并与注浆管连接，能够驱动注浆管振动。
[0011]作为本专利技术的进一步方案：所述注浆机构包括工作缸和活塞，活塞位于工作缸内，工作缸前后贯通且分别与出浆阀口相连接，工作缸正上方位置设有回形框，回形框两端为半圆形；回形框上下内侧壁上固定有凸齿，回形框内设有与凸齿相啮合连接的异型齿轮，所述异型齿轮为具有半圆轮齿的异型齿轮；异型齿轮通过异型齿轮轴与液压动力机构传动连接，所述回形框与活塞之间通过固定架固定连接，固定架穿过工作缸上预设的通槽，便于活塞在工作缸内左右移动时固定架的移动，不形成阻碍，通槽同时作为浆液的进入工作缸的通道，异型齿轮每转动半圈即可实现回形框移动方向的改变，缩短行程。
[0012]作为本专利技术的再进一步方案：所述液压动力机构包括液压油箱、液压泵、液压马达以及减速器；液压泵通过油管与液压马达连接，液压马达通过减速器与异型齿轮的异型齿轮轴传动连接。
[0013]作为本专利技术的再进一步方案：所述回形框的左右两侧分别固定有固定杆，固定杆活动穿过固定块，固定块固定于对应位置的注浆仓内，固定杆与固定块的搭配用于回形框在左右往复运动时提供回形框的固定。
[0014]作为本专利技术的再进一步方案：所述出浆阀口包括前出浆管、后出浆管和套管，套管通过螺栓固定于前出浆管和后出浆管之间，套管内预设有四个方孔，方孔内铰接固定有单向板；所述单向板上铰接位置安装有扭簧，浆液从工作缸沿出浆管进入注浆内时，受工作缸内的压力影响推动单向板打开浆液流过，反向时则受单向板的单向限制无法打开，从而避免与含水层连通的注浆管侧压力较高造成的回流影响，扭簧使其具有一定的初始限制力，压力需大于扭簧的扭力才能打开单向板。
[0015]作为本专利技术的再进一步方案：所述注浆管外侧壁上铰接安装有一级连杆，一级连杆上同时铰接连接二级连杆；所述一级连杆后侧的注浆管外壁上同时焊接固定有固定框，固定框内预设有限位滑槽，限位滑槽内放置有固定滑块，固定滑块通过铰接杆与二级连杆的底端铰接连接，安装时一级连杆与二级连杆在注浆管外侧壁上沿管周长密集设置，用于依靠含水层内高气压推动一级连杆与二级连杆紧低注浆孔或其注浆套管内壁，对注浆管进行固定，不至于出现摆幅过大致使注浆浆液覆盖不全伸至注浆管从注浆孔甩出的情况发生，限位滑槽与固定滑块的搭配确保二级连杆与注浆孔或注浆套管的最大接触面积，提高相抵摩擦力。
[0016]作为本专利技术的再进一步方案：注浆仓左侧安装加料斗，所述加料斗与注浆仓之间通过进料管相连接；所述进料管的管口伸至通槽位置，通槽端部位置的工作缸上同时铰接安装有正对进料管管口的挡板。
[0017]作为本专利技术的再进一步方案：所述注浆振动辅助机构包括超声波发生器以及振动接头，所述振动接头包括卡箍套，卡箍套内弹性安装有多个超声波换能器；超声波发生器与超声波换能器电连接，卡箍套卡装在注浆管上，超声波换能器弹性抵接注浆管，可以对浆料进行振动，一方面避免粘在注浆管上导致堵塞，另一方面提高注浆速度，确保效率。
[0018]上述煤矿松散含水层注浆改造用液压注浆设备的使用方法，包括如下步骤：
[0019]步骤一：注浆管安装布置，并捋顺且出浆阀口连接；
[0020]步骤二：注润滑液调试并润湿注浆管路；
[0021]步骤三：注浆备料，双向液压的注浆机构启动正返程双向液压注浆；
[0022]步骤四：注浆振动辅助机构驱动注浆管振动，带动注浆管内浆料受振流动。
[0023]作为本专利技术的再进一步方案：所述步骤二中的润滑液为水或润滑油。
[0024]与现有技术相比，本专利技术具有以下几个方面的有益效果：
[0025]1、本专利技术提供一种煤矿松散含水层注浆改造用液压注浆设备及使用方法，结构设置巧妙且布置合理，本专利技术中浆液先从加料斗进入工作缸内，然后液压马达在液压的驱动下转动利用异型齿轮与凸齿的传动关系带动回形框进行移动，由于回形框的结构设置，异型齿轮交替与回形框上下位置的凸齿啮合，使得回形框进行左右往复运动，回形框与活塞固定，因此又带动活塞在工作缸内进行左右往复运动，活塞在进行一次往复运动时，可以对
左右两个方向的浆液进行挤压注浆，单位时间内注浆量得到倍增，注浆的效率大幅提升；
[0026]2、本专利技术进一步一级连杆与二级连杆在注浆管外侧壁上沿管周长密集设置，用于依靠含水层内高气压推动一级连杆与二级连杆紧低注浆孔或其注浆套管内壁，对注浆管进行固定，不至于出现摆幅过大致使注浆浆液覆盖不全伸至注浆管从注浆孔甩出的情况发生
[0027]3、本专利技术中浆液从工作缸沿出浆管进入注浆内时，受工作缸内的压力影响推动单向板打开浆液流过，反向时则受单向板的单向限制无法打开，从而避免与含水层连通的注浆管侧压力较高造成的回流影响；
[0028]4、本专利技术中该煤矿松散含水层注浆改造用液压注浆设备及使用方法操作简单，注浆稳定持续可靠，注浆量大，可有效缩减注浆时间。
附图说明
[0029]图1为一种煤矿松散含水层注浆改造用液压注浆设备的俯视图。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤矿松散含水层注浆改造用液压注浆设备，其特征在于，包括机台(1)、注浆仓(11)以及双向液压的注浆机构(2)；所述机台(1)顶部安装注浆仓(11)，注浆仓(11)内安装双向液压的注浆机构(2)；双向液压的注浆机构(2)连接有多个用于连接注浆管(14)的出浆阀口(13)；出浆阀口(13)安装在注浆仓(11)侧壁上；双向液压的注浆机构(2)实现活塞(25)正返程双向液压注浆；所述出浆阀口(13)能够反向截流出浆，限制浆液回流；还包括注浆振动辅助机构，所述注浆振动辅助机构安装在机台(1)上，并与注浆管(14)连接，能够驱动注浆管(14)振动。2.根据权利要求1所述的一种煤矿松散含水层注浆改造用液压注浆设备，其特征在于，所述注浆机构(2)包括工作缸(21)和活塞(25)，活塞(25)位于工作缸(21)内，工作缸(21)前后贯通且分别与出浆阀口(13)相连接，工作缸(21)正上方位置设有回形框(22)，回形框(22)两端为半圆形；回形框(22)上下内侧壁上固定有凸齿(24)，回形框(22)内设有与凸齿(24)相啮合连接的异型齿轮(23)，所述异型齿轮(23)为具有半圆轮齿的异型齿轮(23)；异型齿轮(23)通过异型齿轮(23)轴与液压动力机构传动连接，所述回形框(22)与活塞(25)之间通过固定架(28)固定连接，固定架(28)穿过工作缸(21)上预设的通槽(29)。3.根据权利要求2所述的一种煤矿松散含水层注浆改造用液压注浆设备，其特征在于，所述液压动力机构包括液压油箱、液压泵、液压马达以及减速器；液压泵通过油管与液压马达连接，液压马达通过减速器与异型齿轮(23)的异型齿轮(23)轴传动连接。4.根据权利要求2所述的一种煤矿松散含水层注浆改造用液压注浆设备，其特征在于，所述回形框(22)的左右两侧分别固定有固定杆(26)，固定杆(26)活动穿过固定块(27)，固定块(27)固定于对应位置的注浆仓(11)内。5.根据权利要求1所述的一种煤矿松散含水层注浆改造用液压注浆设备，其特征在于，所述出浆阀口(13)包括前出浆管(131)、...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨本水，张翔，解建，宣以琼，王道坤，王浩，陈浩，刘珺，
申请(专利权)人：安徽建筑大学，
类型：发明
国别省市：