[發(fā)明專利]一種深部富水采空區(qū)氣液聯(lián)動高濃度漿液注漿裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010601072.7
• 申請日: 2020-06-29
• 公開（公告）號: CN111764959B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李建文;王曉東;樊珂奇;武博強(qiáng);邵紅旗;曹祖寶;趙文;趙冬
• 申請（專利權(quán)）人: 中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司
• 主分類號: E21F15/08
• 分類號: E21F15/08;E21F15/10
• 代理公司: 北京天奇智新知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11340
• 代理人: 李振文

本發(fā)明涉及一種漿液注漿裝置及方法，屬于采空區(qū)治理領(lǐng)域，具體是涉及一種深部富水采空區(qū)氣液聯(lián)動高濃度漿液注漿裝置及方法。包括：氣液聯(lián)動注漿密封套管、高濃度漿液管、氣壓管；所述高濃度漿液管和氣壓管的一端與所述氣液聯(lián)動注漿密封套管相連，另一端分別連接注漿泵和氣壓泵；所述高濃度漿液管的下端設(shè)置有注漿壓力傳感器。該裝置及方法于充填過程通過在注漿孔中同時(shí)設(shè)置漿液充填泵送系統(tǒng)和氣體壓力系統(tǒng)，利用氣液聯(lián)動注漿裝置，對深部富水老空區(qū)進(jìn)行注漿充填，實(shí)現(xiàn)有效預(yù)防注漿孔和管道堵塞，以及高濃度漿液堆積范圍和形態(tài)可控的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種漿液注漿裝置及方法，屬于采空區(qū)治理領(lǐng)域，具體是涉及一種深部富水采空區(qū)氣液聯(lián)動高濃度漿液注漿裝置及方法。

背景技術(shù)

隨著城市化、工業(yè)化、現(xiàn)代化進(jìn)程的快速推進(jìn)，煤礦采空區(qū)上覆土地需要激活，采空區(qū)亟待充填治理。利用低濃度漿液進(jìn)行全充填注漿法是當(dāng)前采空區(qū)治理的常用方法，具有施工簡便、能從根本上治理、適用范圍廣等優(yōu)勢，但全充填漿液濃度較低，遇水離析嚴(yán)重，對于富水大空洞型采空區(qū)稀漿全充填效果欠佳，注漿漿液消耗量大，注漿范圍不可控。為防止?jié){液離析，現(xiàn)有技術(shù)采用化學(xué)漿注漿方式，在采空區(qū)中快速形成結(jié)石體，但此方法成本較高，漿液流動范圍不可控，且容易污染地下水。現(xiàn)有技術(shù)中還采用高濃度漿液充填采空區(qū)，高濃度漿液雖比低濃度漿液對采空區(qū)充填效果要好，注漿量及范圍可控，但注漿過程中如果采空區(qū)埋深較大，注漿管道過長，漿液在注漿孔或豎直注漿管內(nèi)容易出現(xiàn)遇水粗骨料和細(xì)骨料分離(離析)而導(dǎo)致的堵孔或堵管問題(圖1)，同時(shí)，由于高濃度漿液堆積體與采空區(qū)頂板接頂后，又存在注漿壓力不夠或壓力無法由注漿泵傳遞至鉆孔內(nèi)漿液，而出現(xiàn)漿液堆積體停止擴(kuò)散且漿液在鉆孔內(nèi)堆積，高濃度漿液無法擴(kuò)散至設(shè)計(jì)位置和堆積出形態(tài)的問題。

針對高壓富水采空區(qū)注漿加固問題，現(xiàn)有技術(shù)之一通過在采空區(qū)周圍鉆孔，通過爆破方式使采空區(qū)頂板冒落，采空區(qū)鉆孔形成的環(huán)形范圍高強(qiáng)壓力注漿，形成帷幕加固體，隨后運(yùn)用普通注漿方式進(jìn)行注漿，同時(shí)進(jìn)行排水。這一過程雖然解決了富水采空區(qū)充填問題，但是工藝復(fù)雜，還有爆破工序，若周圍還存在工作面，將引起動壓發(fā)生或其它衍生災(zāi)害，威脅正在掘進(jìn)工作面的安全生產(chǎn)。

因此，為解決上述問題，需要一種安全可靠施工簡單的深部富水采空區(qū)高濃度漿液充填方法。

發(fā)明內(nèi)容

以下給出一個(gè)或多個(gè)方面的簡要概述以提供對這些方面的基本理解。此概述不是所有構(gòu)想到的方面的詳盡綜覽，并且既非旨在指認(rèn)出所有方面的關(guān)鍵性或決定性要素亦非試圖界定任何或所有方面的范圍。其唯一的目的是要以簡化形式給出一個(gè)或多個(gè)方面的一些概念以為稍后給出的更加詳細(xì)的描述之序。

本發(fā)明主要的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述的技術(shù)問題，提供了一種深部富水采空區(qū)氣液聯(lián)動高濃度漿液注漿裝置及方法。該裝置及方法于充填過程通過在注漿孔中同時(shí)設(shè)置漿液充填泵送系統(tǒng)和氣體壓力系統(tǒng)，利用氣液聯(lián)動注漿裝置，對深部富水老空區(qū)進(jìn)行注漿充填，實(shí)現(xiàn)有效預(yù)防注漿孔和管道堵塞，以及高濃度漿液堆積范圍和形態(tài)可控的目的。

為解決上述問題，本發(fā)明的方案是：

一種采空區(qū)氣液聯(lián)動注漿裝置，包括：氣液聯(lián)動注漿密封套管、高濃度漿液管、氣壓管；

所述高濃度漿液管和氣壓管的一端與所述氣液聯(lián)動注漿密封套管相連，另一端分別連接注漿泵和氣壓泵；

所述高濃度漿液管的下端設(shè)置有注漿壓力傳感器。

優(yōu)選的，上述的一種采空區(qū)氣液聯(lián)動注漿裝置，所述氣液聯(lián)動注漿密封套管的底端連接阻漿裝置，所述阻漿裝置包括阻漿環(huán)，所述阻漿環(huán)為一漏斗狀，其開口較小的一端連接于一個(gè)套管上，另一端可在受力達(dá)到閾值時(shí)沿與套管平行的方向翻轉(zhuǎn)。

優(yōu)選的，上述的一種采空區(qū)氣液聯(lián)動注漿裝置，所述阻漿裝置通過反螺旋接頭與氣液聯(lián)動注漿密封套管連接。