一种煤矿用高分子化学煤岩体加固剂及其注入方法技术

本发明专利技术公开了一种煤矿用高分子化学煤岩体加固剂及其注入方法，该注入方法包括以下步骤：S1：首先将储料车移动至工作区域，分别向A料储料腔和B料储料腔内注入A组分和B组分；S3：将A料储料腔和B料储料腔内的原料由泵送通过第二输料管和第一输料管输送至静态混合器；S4：启动电机，导柱底部通过第二锥齿传动组件带动风扇组件转动，将孔道内部气体从抽气槽和抽风孔抽出，同时导柱通过第一锥齿传动组件带动注入杆上横向分布的分离柱转动，对被封堵气囊环分区的孔道内的空气进行吸取。该煤矿用高分子化学煤岩体加固剂及其注入方法，实现分区注入和扩散，同时对内部空气进行实时抽取，避免出现气泡，提高煤岩体的强度。提高煤岩体的强度。提高煤岩体的强度。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿用高分子化学煤岩体加固剂及其注入方法


[0001]本专利技术涉及煤岩体加固
，具体为一种煤矿用高分子化学煤岩体加固剂及其注入方法。

技术介绍

[0002]在煤矿开采过程中，受地质构造、原生裂纹以及开采压力会形成破碎煤岩体，容易引起工作区域的片帮和冒顶等情况，影响开采安全，严重制约了开采进度，针对煤岩体的加固，现有技术采用注浆工艺，通过向煤岩体内部注入加固剂，待渗透膨胀后对煤岩体进行加固处理，但是现有的煤岩体加固剂及其注入方法在使用时存在以下问题：现有技术中，通常将注入杆插入预先钻出的孔道内进行注浆操作，加固剂由注入杆前端挤出逐渐蔓延至整个孔道和缝隙内，不方便实现分段注浆操作，容易导致浅部和中部反流的浆液较少，造成浆液扩散不均，存在弱面的情况，同时孔道和缝隙内存在空气，现有技术中，不方便在注浆的同时将内部空气排出，容易出现气泡，严重影响内部强度，难以达到预期的效果。
[0003]针对上述问题，急需在原有煤岩体加固剂及其注入方法的基础上进行创新设计。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种煤矿用高分子化学煤岩体加固剂及其注入方法，以解决上述
技术介绍
提出煤岩体加固剂及其注入方法，不方便实现分段注浆操作，同时不方便在注浆的同时将内部空气排出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种煤矿用高分子化学煤岩体加固剂的注入方法，该注入方法包括以下步骤：S1：首先将储料车移动至工作区域，分别向A料储料腔和B料储料腔内注入A组分和B组分，对工作区域的岩壁进行钻孔操作，然后将注入杆插入所钻的孔道内，顶板顶在孔道内壁上；S2：在注入之前，先转动活动齿环，由活动齿环通过中转齿轮和导齿套带动螺杆转动，进而推动密封条在输气槽内活动，将气体通过输气管输入封堵气囊环内，使得封堵气囊环膨胀与孔道内壁接触，利用封堵气囊环配合止浆塞和托盘对注入杆进行固定，并通过封堵气囊环将孔道密封成多个区域；S3：将A料储料腔和B料储料腔内的原料由泵送通过第二输料管和第一输料管输送至静态混合器，实现即时混合，再由注入杆和注入孔输入孔道内，最上方注入孔无遮挡，下方注入孔依次利用硬度逐渐提高的挡片进行阻挡，使得加固剂配合封堵气囊环实现分区输送，并随着加固剂的持续输送，由内至外渗入周边裂缝内实现膨胀和填补加固；S4：在注入加固剂的同时，启动电机，电机带动分离柱在顶板内转动，分离柱的转动利用离心力将离心封堵块甩出，使得抽风孔打开，同时电机通过齿盘和活动齿套带动导柱在抽气槽内转动，导柱底部通过第二锥齿传动组件带动风扇组件转动，进而可以利用风
扇组件的转动，将孔道内部气体从抽气槽和抽风孔抽出，同时导柱通过第一锥齿传动组件带动注入杆上横向分布的分离柱转动，对被封堵气囊环分区的孔道内的空气进行吸取，同时在离心力的作用下，加固剂被甩离，无法进入抽风孔内，随着加固剂的进入，空气则被挤压进抽风孔内，注入结束后停止电机运行，在弹簧作用下离心封堵块复位对抽风孔进行封堵，方便下次使用，在不影响加固剂正常使用的情况下实现对内部空气的抽离；上述步骤中S1所述储料车的内部分别开设有A料储料腔和B料储料腔，且A料储料腔和B料储料腔通过输送泵分别连接有第二输料管和第一输料管，并且第二输料管和第一输料管通过静态混合器连接有注入杆，所述注入杆下端位置套设有止浆塞和托盘，且止浆塞位于托盘上方，并且注入杆外侧开设有注入孔，而且下部分注入孔内固定有挡片，所述注入杆外部套设有封堵气囊环，且封堵气囊环的内壁通过输气管与输气槽相贯通，并且输气槽开设于注入杆的内部，所述注入杆底部位置嵌入式套设有活动齿环，且活动齿环位于托盘的下方，并且活动齿环内通过中转齿轮与导齿套相连接，而且中转齿轮嵌入式转动安装于注入杆侧边的内部，所述导齿套套设在螺杆上，且螺杆轴承安装于输气槽内，并且螺杆上螺纹套设有密封条，所述注入杆的顶部嵌入式固定有电机，且电机的输出端连接有分离柱，并且分离柱轴承安装于注入杆的顶部，而且分离柱的顶部轴承连接有顶板，所述电机的输出轴上通过齿盘啮合连接有活动齿套，且活动齿套套设在导柱上，并且导柱轴承安装于抽气槽内，而且抽气槽开设于注入杆的内部，所述导柱的中部位置通过第一锥齿传动组件连接有另一分离柱，且该分离柱横向贯穿密封转动安装于注入杆的中部外侧，所述导柱的底部通过第二锥齿传动组件连接有风扇组件，且风扇组件位于注入杆底部凸出开口位置的内部，并且风扇组件位于托盘和活动齿环之间，所述分离柱的内部和边侧贯通开设有抽风孔，且抽风孔与抽气槽相贯通，并且抽风孔的外部通过弹簧连接有离心封堵块。
[0006]优选的，所述挡片采用橡胶材料在注入孔内等角度分布有四个，且挡片呈扇形结构设计，并且四个挡片截面面积之和等于注入孔的截面面积，通过挡片对注入孔进行阻挡，使得浆液得以由内至外分段注入。
[0007]优选的，所述密封条通过螺杆在输气槽内贴合滑动，且密封条的分布位置与封堵气囊环的分布位置相对应，并且封堵气囊环在注入杆上等间距分布，而且输气槽配合封堵气囊环的位置在注入杆内分区分布，密封条受螺杆驱动而移动，将气体压入对应的封堵气囊环内，通过多个封堵气囊环对注入杆进行固定，同时对孔道进行分区。
[0008]优选的，所述分离柱在注入杆的顶部与注入杆共中心轴线，且分离柱在注入杆的侧边等角度分布，并且注入杆顶部分离柱上的抽风孔横向分布，而且注入杆侧边分离柱上的抽风孔纵向分布，分离柱的转动，利用离心力的作用对浆液孔空气进行分离。
[0009]优选的，所述离心封堵块通过弹簧在抽风孔内弹性滑动，且抽风孔在分离柱上等角度分布，并且离心封堵块的内端呈圆台形结构与抽风孔的内端相贴，而且离心封堵块的外端呈圆盘形结构与抽风孔开口处的内壁相贴，离心柱转动后，离心封堵块被甩至外部，配合风扇组件将空气抽出，同时浆液受离心力滞留在外部，不会随之抽出。
[0010]优选的，所述加固剂由体积1:1的A组分和B组分构成，其中A组分由如下原料构成：聚醚多元醇：75%～96%；催化剂：0.4%～0.9%；增强剂：5%～10%；
改性剂：2%～7%；所述B组分为多异氰酸酯。
[0011]优选的，所述A组分由聚醚多元醇、催化剂、增强剂和改性剂混合制备而成，且催化剂为三乙胺，并且增强剂为二氧化硅，而且改性剂为丙烯基二甘醇碳酸酯，通过A组分和B组分混合实现膨胀，并提高膨胀后的强度。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1.本专利技术，设置分区注浆机构，在注入杆的外侧等间距套设的封堵气囊环，配合活动齿环的转动，由中转齿轮和导齿套带动螺杆转动，可以带动密封条在输气槽内活动，将输气槽内的空气通过输气管挤压进封堵气囊环内，利用膨胀的封堵气囊环将注入杆固定在孔道内，同时利用多个封堵气囊环将孔道分成多个注入区，并配合等角度分布的注入孔，从多方向对注入区内注浆，使得浆液在小范围内活动，方便浆液均匀进入缝隙内膨胀，避免在整根注入杆端部注入浆液时浅部和中部反流的浆液较少，进而通过均匀注浆和膨胀固化，实现煤岩体的内部加固操作，浆液从最上方的注入孔内溢出，下方注入孔内通过挡片进行遮挡，当上方浆液注本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤矿用高分子化学煤岩体加固剂的注入方法，其特征在于：该注入方法包括以下步骤：S1：首先将储料车（1）移动至工作区域，分别向A料储料腔（2）和B料储料腔（3）内注入A组分和B组分，对工作区域的岩壁进行钻孔操作，然后将注入杆（4）插入所钻的孔道内，顶板（21）顶在孔道内壁上；S2：在注入之前，先转动活动齿环（13），由活动齿环（13）通过中转齿轮（14）和导齿套（17）带动螺杆（15）转动，进而推动密封条（18）在输气槽（16）内活动，将气体通过输气管（121）输入封堵气囊环（12）内，使得封堵气囊环（12）膨胀与孔道内壁接触，利用封堵气囊环（12）配合止浆塞（8）和托盘（9）对注入杆（4）进行固定，并通过封堵气囊环（12）将孔道密封成多个区域；S3：将A料储料腔（2）和B料储料腔（3）内的原料由泵送通过第二输料管（7）和第一输料管（6）输送至静态混合器（5），实现即时混合，再由注入杆（4）和注入孔（10）输入孔道内，最上方注入孔（10）无遮挡，下方注入孔（10）依次利用硬度逐渐提高的挡片（11）进行阻挡，使得加固剂配合封堵气囊环（12）实现分区输送，并随着加固剂的持续输送，由内至外渗入周边裂缝内实现膨胀和填补加固；S4：在注入加固剂的同时，启动电机（19），电机（19）带动分离柱（20）在顶板（21）内转动，分离柱（20）的转动利用离心力将离心封堵块（30）甩出，使得抽风孔（28）打开，同时电机（19）通过齿盘（22）和活动齿套（25）带动导柱（24）在抽气槽（23）内转动，导柱（24）底部通过第二锥齿传动组件（26）带动风扇组件（27）转动，进而可以利用风扇组件（27）的转动，将孔道内部气体从抽气槽（23）和抽风孔（28）抽出，同时导柱（24）通过第一锥齿传动组件（241）带动注入杆（4）上横向分布的分离柱（20）转动，对被封堵气囊环（12）分区的孔道内的空气进行吸取，同时在离心力的作用下，加固剂被甩离，无法进入抽风孔（28）内，随着加固剂的进入，空气则被挤压进抽风孔（28）内，注入结束后停止电机（19）运行，在弹簧（29）作用下离心封堵块（30）复位对抽风孔（28）进行封堵，方便下次使用，在不影响加固剂正常使用的情况下实现对内部空气的抽离；上述步骤中S1所述储料车（1）的内部分别开设有A料储料腔（2）和B料储料腔（3），且A料储料腔（2）和B料储料腔（3）通过输送泵分别连接有第二输料管（7）和第一输料管（6），并且第二输料管（7）和第一输料管（6）通过静态混合器（5）连接有注入杆（4），所述注入杆（4）下端位置套设有止浆塞（8）和托盘（9），且止浆塞（8）位于托盘（9）上方，并且注入杆（4）外侧开设有注入孔（10），而且下部分注入孔（10）内固定有挡片（11），所述注入杆（4）外部套设有封堵气囊环（12），且封堵气囊环（12）的内壁通过输气管（121）与输气槽（16）相贯通，并且输气槽（16）开设于注入杆（4）的内部，所述注入杆（4）底部位置嵌入式套设有活动齿环（13），且活动齿环（13）位于托盘（9）的下方，并且活动齿环（13）内通过中转齿轮（14）与导齿套（17）相连接，而且中转齿轮（14）嵌入式转动安装于注入杆（4）侧边的内部，所述导齿套（17）套设在螺杆（15）上，且螺杆（15...

【专利技术属性】
技术研发人员：王世昌，孙志武，钟东南，
申请(专利权)人：徐州市洛克尔化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：