一种出浆可调式中空分段式增压注浆系统及其方法技术方案

本发明专利技术涉及巷道支护技术领域，公开了一种出浆可调式中空分段式增压注浆系统及其方法，其中系统包括适配于锚索孔的索体，索体内具有注浆通道，索体外侧依次开设有多个连通注浆通道的注浆孔，索体中部设置有封堵器，并通过封堵器在索体的轴向上将索体分隔为里段与外段，封堵器能够在里段完成注浆作业前阻止浆液回流至外段，并在里段完成注浆作业后允许浆液回流至外段，以对外段进行注浆作业，本发明专利技术通过对普通注浆锚索结构

【技术实现步骤摘要】
一种出浆可调式中空分段式增压注浆系统及其方法


[0001]本专利技术涉及巷道支护
，尤其涉及一种出浆可调式中空分段式增压注浆系统及其方法
。

技术介绍

[0002]矿井巷道是地表与矿体之间钻凿出的各种通路，用于运矿
、
行人
、
通风等，作为煤矿重要的地下空间，其稳定性是煤矿井下开采的保证
。
但是随着地质条件的日趋复杂和煤矿开采深度
、
广度的不断提高，巷道支护技术也在不断发生变革，矿压治理问题已成为制约矿井发展的难题
。
[0003]通常为了保证支护效果，往往通过提高支护强度
、
增加支护密度，改善支护材料等途径来解决
。
常规做法是采用“锚索补强加固”、“注浆加固”、“锚架联合支护”、“锚锚联合支护”、“长短锚索结合注浆支护”等措施，或者是采用多措并举来保证巷道的支护效果
。
通过常规的支护手段，虽然对巷道的支护效果有一定的改善，但是却大大的增加了支护成本和劳动用工
。

技术实现思路

[0004]为解决上述
技术介绍
中所提到的技术问题，本专利技术提供一种出浆可调式中空分段式增压注浆系统及其方法
。
[0005]本专利技术采用以下技术方案实现：一种出浆可调式中空分段式增压注浆系统，包括适配于锚索孔的索体，所述索体内具有注浆通道，所述索体外侧依次开设有多个连通所述注浆通道的注浆孔，所述索体中部设置有封堵器，并通过所述封堵器在所述索体的轴向上将所述索体分隔为里段与外段；
[0006]各个所述注浆孔外侧均套有能够临时封堵住其孔口的阻浆膜，每个所述注浆孔在所述索体轴向的两侧均套接有止水条，每两个相邻的所述止水条之间形成独立的注浆区间；所述止水条与浆液接触时会膨胀形变，以与相应位置处的所述锚索孔孔壁接触密实；在对每个所述注浆区间进行注浆时，相应所述注浆孔内的浆液会冲破相应的所述阻浆膜并流入至该注浆区间；
[0007]其中，规定注浆时浆液的初始流向为：从所述外段靠近所述锚索孔孔口处的一端输向所述里段的末端；
[0008]所述封堵器能够在所述里段完成注浆作业前阻止浆液回流至所述外段，并在所述所述里段完成注浆作业后允许浆液回流至所述外段，以对所述外段进行注浆作业
。
[0009]作为上述方案的进一步改进，各个所述注浆孔在所述索体的轴向上共同呈螺旋环绕分布
。
[0010]作为上述方案的进一步改进，所述索体靠近所述锚索孔孔口的一端依次套接固定有止浆塞和托盘
。
[0011]作为上述方案的进一步改进，所述封堵器一端具有连通所述外段的进料口，另一
端具有连通于所述里段的出料通道，所述出料通道输入端与所述进料口出料端相连通，所述封堵器内部具有基座，所述基座面向所述外段的一侧弹性设置有能够封堵住所述进料口出料端的阀球，所述封堵器上还是具有直接连通所述里段与外段的回流通道，所述封堵器上设置有封闭机构，所述封闭机构用于在所述里段注浆完成时解除对所述回流通道的封闭
。
[0012]作为上述方案的更进一步改进，所述进料口的出料端上具有与所述阀球密封配合的阀槽
。
[0013]作为上述方案的更进一步改进，所述阀球与所述基座之间设置有内部中空的伸缩管，所述伸缩管内设置有弹簧，所述弹簧两端分别固定于所述阀球及所述基座上；当所述阀球封堵住所述进料口出料端时，所述弹簧处于压缩形变状态
。
[0014]作为上述方案的更进一步改进，所述封闭机构包括垂直于所述索体轴向的板体，所述板体滑动插设于所述基座上，所述板体上具有第一通孔和第二通孔，所述第二通孔中弹性设置有翻转方向适应于所述回流通道内浆液流向的单向阀板，所述封堵器中设置有传动机构，所述传动机构受驱动于所述阀球朝向所述基座方向移动的作用，用于带动所述板体离心移动，以分别使所述第一通孔移至于所述出料通道内，使所述第二通孔移至所述回流通道内
。
[0015]作为上述方案的更进一步改进，所述单向阀板的最大翻转角度为九十度
。
[0016]作为上述方案的更进一步改进，所述传动机构包括同心插设所述伸缩管内的承压杆，所述承压杆一端固定于所述阀球侧壁上，所述基座内转动插设有与所述承压杆同心的第一筒体，所述承压杆另一端穿入所述第一筒体中，所述第一筒体内周侧上开设有呈螺旋形的限位槽，所述承压杆外侧壁上固定有与所述限位槽滑动卡接的限位块，所述第一筒体一端固定有第一锥齿，所述基座内设置有与所述第一锥齿相啮合的第二锥齿，所述第二锥齿上同心固定有对应于所述板体的第二筒体，所述第二筒体转动安装于所述基座内，所述第二筒体一端螺纹插设有螺杆，所述螺杆一端固定于所述板体向心端上
。
[0017]本专利技术还提供一种出浆可调式中空分段式增压注浆方法，包括如下步骤：
[0018]S1、
将索体插入预先打出的锚索孔；
[0019]S2、
通过注浆通道进行逐渐增压的注浆作业，浆液由外段流向里段的末端，并在压力作用下使浆液由里段的末端方向朝着外段的前端方向依序冲破各个注浆孔处的阻浆膜，以使浆液依序流入各个注浆区域内的围岩裂隙中，依序提升各个注浆区域处围岩的自身强度；
[0020]其中，每当浆液流入一个注浆区域时会接触该区域中相应的止水条，使其膨胀形变以与锚索孔的孔壁接触密实形成密封空间，在对该注浆区域完全注浆后再对下一注浆区域进行注浆
。
[0021]相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：
[0022]1、
本专利技术通过对普通注浆锚索结构
、
注浆工艺
、
支护技术进行改进，实现锚索对围岩注浆加固的作用，既能提高原锚索的支护效果，又能起到以上多种支护方式的支护效果，并且没有投入注浆锚杆，也没有额外投入劳动用工，较好的解决巷道支护难题
。
[0023]2、
本专利技术改变了传统的注浆顺序，分段注浆可以让注浆过程由巷道深层开始逐渐到巷道浅层，有效解决了巷道浅表易优先渗入，造成浅表跑浆等一直存在未解决的工程难
题
。
[0024]3、
本专利技术相比常规
、
传统注浆锚索，本专利技术研发的中空分段式增压注浆锚索可实现：
[0025](1)
巷道围岩浅层密封，深部有效注浆；
[0026](2)
改变传统注浆顺序，解决巷道浅层易跑浆；
[0027](3)
实现分段隔离可控出浆；
[0028](4)
通过封堵器可实现里段达到额定注浆压力后，外段开始注浆
。
工艺简单
、
成本低
、
可实现多种支护效果
。
[0029]4、
本专利技术的封堵器不仅能够实现对锚索孔中间的密封分段，同时还适配于具有不同孔径的锚索孔，且前期在未注浆时由于弹性层处于未膨胀状态并收容于凹槽内，易于封堵器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种出浆可调式中空分段式增压注浆系统，其特征在于，包括适配于锚索孔的索体，所述索体内具有注浆通道，所述索体外侧依次开设有多个连通所述注浆通道的注浆孔，所述索体中部设置有封堵器，并通过所述封堵器在所述索体的轴向上将所述索体分隔为里段与外段；各个所述注浆孔外侧均套有能够临时封堵住其孔口的阻浆膜，每个所述注浆孔在所述索体轴向的两侧均套接有止水条，每两个相邻的所述止水条之间形成独立的注浆区间；所述止水条与浆液接触时会膨胀形变，以与相应位置处的所述锚索孔孔壁接触密实；在对每个所述注浆区间进行注浆时，相应所述注浆孔内的浆液会冲破相应的所述阻浆膜并流入至该注浆区间；其中，规定注浆时浆液的初始流向为：从所述外段靠近所述锚索孔孔口处的一端输向所述里段的末端；所述封堵器能够在所述里段完成注浆作业前阻止浆液回流至所述外段，并在所述所述里段完成注浆作业后允许浆液回流至所述外段，以对所述外段进行注浆作业
。2.
如权利要求1所述的出浆可调式中空分段式增压注浆系统，其特征在于，各个所述注浆孔在所述索体的轴向上共同呈螺旋环绕分布
。3.
如权利要求1所述的出浆可调式中空分段式增压注浆系统，其特征在于，所述索体靠近所述锚索孔孔口的一端依次套接固定有止浆塞和托盘
。4.
如权利要求1所述的出浆可调式中空分段式增压注浆系统，其特征在于，所述封堵器一端具有连通所述外段的进料口，另一端具有连通于所述里段的出料通道，所述出料通道输入端与所述进料口出料端相连通，所述封堵器内部具有基座，所述基座面向所述外段的一侧弹性设置有能够封堵住所述进料口出料端的阀球，所述封堵器上还是具有直接连通所述里段与外段的回流通道，所述封堵器上设置有封闭机构，所述封闭机构用于在所述里段注浆完成时解除对所述回流通道的封闭
。5.
如权利要求4所述的出浆可调式中空分段式增压注浆系统，其特征在于，所述进料口的出料端上具有与所述阀球密封配合的阀槽
。6.
如权利要求4所述的出浆可调式中空分段式增压注浆系统，其特征在于，所述阀球与所述基座之间设置有内部中空的伸缩管，所述伸缩管内设置有弹簧，所述弹簧两端分别固...

【专利技术属性】
技术研发人员：祁琦，罗勇，
申请(专利权)人：淮南联合大学安徽广播电视大学淮南分校淮南职工大学，
类型：发明
国别省市：