一种采空区快速注浆系统的制作方法
一种采空区快速注浆系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及采空区注浆领域，尤其是一种采空区快速注浆系统。
【背景技术】
[0002]随着我国城镇化、工业化进程的加快，以及交通路网等基础设施建设密度的逐年增大，可供利用土地资源日益减少，许多煤矿采空区逐渐被列为工业和民用建设场地，致使一些地区的公路、铁路、桥梁、隧道工程、商品房等建(构)筑物不得不建在采空区上或穿越采空区而建。
[0003]在地表建(构)筑物载荷及其他外力作用扰动下，有可能打破冒裂带岩体的相对平衡状态，重新活化采空区，产生应力再分布、导致地表产生附加移动和变形，进而导致地表建(构)筑物沉降、局部开裂、倾斜甚至倒塌等灾害的发生，严重影响和危害着采空区上方建(构)筑物的规划、施工建设和安全运营，因此若想在采空区上方新建建(构)筑物，必须对其进行治理。
[0004]当前对于采空区地基处理的措施主要有:全部充填采空区、局部支撑覆岩或地面构筑物、注浆加固和强化采空区围岩结构及预先释放老采空区沉降潜力4种。因老采空区埋深不一，部分老采空区时间久远、已经闭坑等原因，注浆加固和强化采空区围岩结构成为适用范围最广、治理效果最好的技术措施。
[0005]现有的采空区注浆系统泵送设备单一，只是使用泥浆泵，而泥浆泵泵送能力小，致使工期较长。现有采空区注浆工艺:对于单层采空区采用“一次成孔、全孔注浆”工艺；对于多层采空区有“分段成孔、下行式分段注浆”和“一次成孔、上行式分段注浆”两种工艺。若多层采空区采用“分段成孔、下行式分段注浆”工艺，因需待上层采空区浆液凝固后再用钻机扫孔并钻进至下一层采空区治理位置，因此存在工期长、费用高的问题。
【实用新型内容】
[0006]针对现有采空区注浆中存在的问题，提出了一种采空区快速注浆系统。本实用新型在保证工程质量的前提下大大提高了注浆效率。
[0007]本实用新型采用如下技术方案:
[0008]一种采空区快速注浆系统，包括制浆装置、洗孔装置、初注装置、复注装置和浆液面控制装置，所述制浆装置用于制取注浆浆液，洗孔装置用于清洗钻孔，初注装置和复注装置用于注入浆液，浆液面控制装置用于控制初注过程中浆液面高度；
[0009]所述洗孔装置连有水池，初注装置和复注装置分别连接制浆装置，浆液面控制装置的探头随初注装置的钢管深入注浆钻孔并并实时检测初注过程中浆液面高度。
[0010]进一步地，所述制浆装置包括搅拌池，搅拌池的两侧分别连接有两台制浆机，两台制浆机分别通过第一供水管连接水池；
[0011]其中一台制浆机上方悬置有螺旋给料机，螺旋给料机连接有水泥仓；
[0012]另一台制浆机上方悬置有第一皮带传送机，第一皮带传送机上安装有第一下料斗，第一下料斗内有粉煤灰。
[0013]进一步地，所述洗孔装置包括洗孔泥浆泵、连接件和注浆钢管，洗孔泥浆泵的进浆口通过第二供水管连接水池，洗孔泥浆泵的出浆口通过高压胶管连接连接件，连接件连接注浆钢管，注浆钢管通过注浆钻孔深入采空区岩层，注浆钢管的端部通过螺纹连接有止浆塞。
[0014]进一步地，所述连接件包括两个串接的三通，其中一个三通的一端连接高压胶管，另一端通过压力表缓冲器连接有压力表；
[0015]另一个三通的一端连接注浆钢管，另一端连接有截止阀。
[0016]进一步地，所述初注装置包括初注泥浆泵和混凝土输送泵，初注泥浆泵安装在搅拌池一侧，初注泥浆泵通过供料管连接混凝土输送泵，混凝土输送泵的料斗上悬置有第二皮带传送机，第二皮带输送机上安装有第二下料斗，第二下料斗内有骨料；
[0017]混凝土输送泵的料斗通过混凝土输送泵管连接钢管。
[0018]进一步地，所述复注装置包括复注泥浆泵，复注泥浆泵的进浆口通过进料管连接搅拌池，复注泥浆泵的出浆口通过高压胶管连接注浆钢管。
[0019]本实用新型一种采空区快速注浆系统，所述浆液面控制装置包括控制电路和线缆盘，控制电路连接有注浆工作电路并控制注浆工作电路，控制电路包括升压电路、探头和继电器，探头用于检测浆液面的高度，探头串联在升压电路和继电器之间；
[0020]所述升压电路连接有电源，升压电路和电源封装在线缆盘内，线缆盘上缠绕有两芯导线，两芯导线连接探头。
[0021]进一步地，所述探头包括探头帽、探头主体、探头壳，探头主体为圆筒结构，探头主体的上部和下部均有外螺纹，探头帽通过螺纹连接在探头主体上部，探头壳通过螺纹连接在探头主体的下部；
[0022]所述探头主体上部固定有绝缘体，绝缘体内沿其轴线平行间隔布置有第一电极和第二电极，第一电极和第二电极的下端悬置有金属导片，金属导片固定连接有传动杆，传动杆的上部通过限位板卡接在探头主体的下部，传动杆的下部深入探头壳，探头壳内置有浮体，浮体与传动杆通过螺纹连接。
[0023]更进一步地，所述线缆盘上设有多个插座，插座并联在升压电路和探头之间，插座用于连接继电器和警示灯，继电器通过插座接入控制电路。
[0024]采用如上技术方案取得的有益技术效果为:
[0025]1、本实用新型采用混凝土输送泵与泥浆泵配合的方式，即利用了混凝土输送泵泵送能力大，又利用了泥浆泵泵压大、泵压稳定的优点，在保证工程质量的前提下大大提高了注浆效率；
[0026]2、本实用新型将传统骨料添加工艺的添加地点由孔口改为制浆站，通过管道输送至采空区，大大减少了 “搬家”次数，且不受地形起伏变化的影响；
[0027]3、本实用新型对多层采空区采用“一次成孔、上行式分段注浆”工艺，与“分段成孔、下行式分段注浆”工艺相比，大大减少了钻孔工程量，缩短了工期。
【附图说明】
[0028]图1为采空区快速注浆系统示意图；
[0029]图2为变径结构示意图；
[0030]图3为连接件结构示意图；
[0031]图4为浆液面控制装置示意图；
[0032]图5为浆液面控制装置探头结构示意图；
[0033]图6为浆液面控制装置线缆盘电路示意图；
[0034]图7为浆液面控制装置电路示意图。
[0035]附图标记说明:11、水泥仓，12、螺旋给料机，13、水池，14、制浆机，15、第一供水管，16、出浆管，17、搅拌池，18、第一皮带输送机，19、第一下料斗，110、第一装载机，111、粉煤灰，21、初注泥浆泵，22、供料管，23、混凝土输送泵，24、混凝土输送泵管，25、变径，251、进气口，26、钢管，27、第二皮带输送机，28、第二下料斗，29、第二装载机，210、骨料，31、进料管，32、复注泥浆泵，33、高压胶管，34、连接件，35、注浆钢管，36、止浆塞，341、三通，342、压力表缓冲器，343、压力表，344、截止阀，41、第二供水管，42、洗孔泥浆泵，1、第四系，2、完整基岩，3、裂隙带，4、冒落带，5、底板，6、注浆钻孔，7、浆液面控制装置，71、固定支架，72、线缆盘，73、侧板，74、电池仓，75、插座，76、侧板固定螺丝，77、通心杆，78、摇把，79、探头，710、钢丝绳，711、两芯导线，712、电源，713、升压电路，714、警示灯，715、继电器，791、吊环，792、探头帽，793、第一电极，794、探头主体，795、金属导片，796、限位板，797、通气孔，798、传动杆，799、探头壳，7910、浮体，7911、第二电极，7912、绝缘体。
【具体实施方式】
[0036]结合附图1至7对本实用新型的【具体实施方式】做进一步说明:
[0037]一种采空区快速注浆系统，包括制浆装置、洗孔装置、初注装置、复注装置和浆液面控制装置7，制浆装置用于制取注浆浆液，洗孔装置用于清洗钻孔，初注装置和复注装置用于注入浆液，浆液面控制装置7用于控制初注过程中浆液面高度；洗孔装置连接有水池，初注装置和复注装置分别连接制浆装置，浆液面控制装置的探头79随初注装置的钢管26深入注浆钻孔6并实时检测初注过程中浆液面高度。
[0038]其中地层由上往下依次为第四系1、完整基岩2、裂隙带3、冒落带4、底板5。
[0039]制浆装置包括搅拌池，搅拌池17数量为若干，以防止泵送设备出现故障时，造成水泥粉煤灰浆无处盛放。搅拌池的两侧分别连接有两台制浆机，制浆机比搅拌池高，制浆机是安装在一个高台上，两者具有一定的高差(制浆机的底面比搅拌池的顶面高)，这样方便浆液流入搅拌池。两台制浆机分别通过第一供水管15连接水池13，第一供水管15上安装有流量计及流量控制阀，以控制供水量从而控制浆液的配比；其中一台制浆机上方悬置有螺旋给料机12，螺旋给料机12连接有水泥仓，水泥仓11与螺旋给料机12通过球铰法兰刚性连接；另一台制浆机上方悬置有第一皮带传送机18，第一皮带传送机18上安装有第一下料斗19，第一下料斗19内有粉煤灰111，第一下料斗19优选带有搅拌装置的，以防止粉煤灰111堵在出料口。螺旋给料机12和第一皮带输送机18安装有变频调速器，由其控制转速。制浆机14的额定工作能力应与整个注浆系统的泵送能力相匹配。
[0040]洗孔装置包括洗孔泥浆泵42、连接件34和注浆钢管35，洗孔泥浆泵42的进浆口通过第二供水管41连接水池13，洗孔泥浆泵42的出浆口通过高压胶管33连接连接件34，高压胶管33采用2寸两层钢丝高压胶管，高压胶管33数量为若干，高压胶管33之间通过高压胶管接头连接，可以铺设到注浆钻孔处。连接件34连接注浆钢管35，注浆钢管35通过注浆钻孔深入采空区岩层，注浆钢管35的端部螺纹连接有止浆塞36 。洗孔泥浆泵42采用BW250型泥浆泵，在靠近洗孔泥浆泵42出浆口的高压胶管33上安装有流量计，以实时监控水流量。
[0041]连接件34包括两个串接的三通341，其中一个三通的一端连接高压胶管33，另一端通过压力表缓冲器342连接有压力表343 ;另一个三通的一端连接注浆钢管35，另一端连接有截止阀344。注浆钢管35数量若干，注浆钢管35之间通过螺纹连接，可以深入铺设到采空区内部。
[0042]初注装置包括初注泥浆泵21和混凝土输送泵23，初注泥浆泵21额定工作能力应与混凝土输送泵23额定工作能力相匹配，且优先立式泥浆泵。初注泥浆泵21安装在搅拌池17 —侧，初注泥浆泵21通过供料管22连接混凝土输送泵23，混凝土输送泵23的料斗上悬置有第二皮带传送机27，第二皮带输送机27安装有第二下料斗28，第二下料斗28内有骨料210 ;混凝土输送泵23的料斗通过混凝土输送泵管24连接钢管26，混凝土输送泵管24之间通过高压关卡连接，从制浆站铺设至采空区。钢管26采用DN65镀锌管，数量为若干，钢管26之间通过螺纹连接。钢管26最底端应放至所需治理采空区冒落带4范围内，以防止骨料阻塞裂隙带3裂隙和保证初注完成后止浆塞36可下置至所治理采空区顶板完整基岩2。最下端一节钢管26的端部为楔形，以便于钢管26在注浆钻孔6内向下运动。
[0043]骨料210选用颗粒粒径小于3mm的石肩；骨料210经第二装载机29钻运至第二下料斗28中；第二下料斗28下部安装有搅拌装置，以防止骨料210堵在出料口 ；第二皮带输送机27安装有变频调速器，由其控制转速。
[0044]复注装置包括复注泥浆泵32，复注泥浆泵32的进浆口通过进料管31连接搅拌池17，进料管31采用3寸夹布耐压胶管。复注泥浆泵32的出浆口通过高压胶管33连接注浆钢管35。高压胶管33采用2寸两层钢丝高压胶管，其一端与复注泥浆泵32的出浆口通过螺纹连接，另一端与连接件34通过螺纹连接。复注泥浆泵32采用BW250型泥浆泵，在靠近复注泥浆泵32出浆口的高压胶管33上安装有流量计。
[0045]浆液面控制装置7包括控制电路和线缆盘72，控制电路连接有注浆工作电路并控制注浆工作电路，控制电路包括升压电路713、探头79和继电器715，探头79用于检测浆液面的高度，探头79串联在升压电路713和继电器715之间；升压电路713连接有电源712，升压电路713和电源712封装在线缆盘72内，线缆盘72上缠绕有两芯导线711，两芯导线711连接探头79。
[0046]探头79包括探头帽792、探头主体794、探头壳799，探头主体794为圆筒结构，探头主体794的上部和下部均有外螺纹，探头帽792螺旋连接在探头主体794上部，探头壳799通过螺纹连接在探头主体794的下部；探头主体794上部固定有绝缘体7912，绝缘体7912内沿其轴线平行间隔布置有第一电极793和第二电极7911，第一电极793和第二电极7911的下端悬置有金属导片795，金属导片795固定连接有传动杆798，传动杆798的上部通过限位板796卡接在探头主体794的下部，通过限位板796限位，传动杆798的下部深入探头壳799，探头壳799内置有浮体7910，浮体7910与传动杆798通过螺纹连接。探头帽792的顶部设有吊环791，吊环791用于与外部钢丝绳710连接。
[0047]用于采空区注浆浆液面控制装置7的探头79放置于预定位置，当浆液面上升到预定位置时，浮体7910在浆液给予的浮力作用下上升，浮体7910推动传动杆798、传动杆798带动金属导片795，最终金属导片795将两个电极连通，控制电路导通，通过继电器切断注浆工作电路，及时准确控制浆液面位置，且浆液面控制装置7的探头79结构合理，便于野外维护，体积小，结构紧凑可以适应钻孔内狭小空间。
[0048]线缆盘72上设有多个插座75，插座75并联在升压电路713和探头79之间，插座75用于连接继电器715和警示灯714。线缆盘72通过通心杆77连接在固定支架71上，固定支架71上部设有提手，以方便移动。线缆盘72的侧部通过侧板固定螺丝76连接有侧板73，侧板73上开有插座75的插孔、电源712的电池仓74。线缆盘72上设有摇把78，摇把78用于转动线缆盘72。
[0049]该系统的使用过程为:组装好初注装置后，将初注装置的钢管连同浆液面控制装置的探头一同下至预定位置，对采空区进行初注，当浆液面达到预定位置时自动停止注浆，将初注装置从注浆钻孔内拆除，安装复注装置，对采空区再进行复注加压注浆，直至达到终孔标准停止注浆，并用纯水泥浆封死注浆钻孔。
[0050]将探头固定在钢管上，一同下放置预定位置，并将继电器、警示灯通过插座与线缆盘相连，注浆过程中浆液面上升，当浆液面上升到预定位置时，浮体在浆液给予的浮力作用下上升，浮体推动传动杆、传动杆带动金属导片，最终金属导片将两个电极连通，导通控制电路，继电器切断注浆工作电路电源，这样可以及时、准确控制浆液面位置；并且警示灯亮起，可以提醒施工人员及时调整制浆进度，以防止浆液“供大于求”。
[0051]当然，以上说明仅仅为本实用新型的较佳实施例，本实用新型并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的指导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本实用新型的保护。
【主权项】
1.一种采空区快速注浆系统，其特征在于，包括制浆装置、洗孔装置、初注装置、复注装置和浆液面控制装置，所述制浆装置用于制取注浆浆液，洗孔装置用于清洗钻孔，初注装置和复注装置用于注入浆液，浆液面控制装置用于控制初注过程中浆液面高度； 所述洗孔装置连有水池，初注装置和复注装置分别连接制浆装置，浆液面控制装置的探头随初注装置的钢管深入注浆钻孔并实时检测初注过程中浆液面高度。2.根据权利要求1所述的一种采空区快速注浆系统，其特征在于，所述制浆装置包括搅拌池，搅拌池的两侧分别连接有两台制浆机，两台制浆机分别通过第一供水管连接水池； 其中一台制浆机上方悬置有螺旋给料机，螺旋给料机连接有水泥仓； 另一台制浆机上方悬置有第一皮带传送机，第一皮带传送机上安装有第一下料斗，第一下料斗内有粉煤灰。3.根据权利要求1所述的一种采空区快速注浆系统，其特征在于，所述洗孔装置包括洗孔泥浆泵、连接件和注浆钢管，洗孔泥浆泵的进浆口通过第二供水管连接水池，洗孔泥浆泵的出浆口通过高压胶管连接连接件，连接件连接注浆钢管，注浆钢管通过注浆钻孔深入采空区岩层，注浆钢管的端部通过螺纹连接有止浆塞。4.根据权利要求3所述的一种采空区快速注浆系统，其特征在于，所述连接件包括两个串接的三通，其中一个三通的一端连接高压胶管，另一端通过压力表缓冲器连接有压力表; 另一个三通的一端连接注浆钢管，另一端连接有截止阀。5.根据权利要求2所述的一种采空区快速注浆系统，其特征在于，所述初注装置包括初注泥浆泵和混凝土输送泵，初注泥浆泵安装在搅拌池一侧，初注泥浆泵通过供料管连接混凝土输送泵，混凝土输送泵的料斗上悬置有第二皮带传送机，第二皮带输送机上安装有第二下料斗，第二下料斗内有骨料； 混凝土输送泵的料斗通过混凝土输送泵管连接钢管。6.根据权利要求5所述的一种采空区快速注浆系统，其特征在于，所述复注装置包括复注泥浆泵，复注泥浆泵的进浆口通过进料管连接搅拌池，复注泥浆泵的出浆口通过高压胶管连接注楽钢管。7.根据权利要求1所述的一种采空区快速注浆系统，其特征在于，所述浆液面控制装置包括控制电路和线缆盘，控制电路连接有注浆工作电路并控制注浆工作电路，控制电路包括升压电路、探头和继电器，探头用于检测浆液面的高度，探头串联在升压电路和继电器之间； 所述升压电路连接有电源，升压电路和电源封装在线缆盘内，线缆盘上缠绕有两芯导线，两芯导线连接探头。8.根据权利要求7所述的一种采空区快速注浆系统，其特征在于，所述探头包括探头帽、探头主体、探头壳，探头主体为圆筒结构，探头主体的上部和下部均有外螺纹，探头帽通过螺纹连接在探头主体上部，探头壳通过螺纹连接在探头主体的下部； 所述探头主体上部固定有绝缘体，绝缘体内沿其轴线平行间隔布置有第一电极和第二电极，第一电极和第二电极的下端悬置有金属导片，金属导片固定连接有传动杆，传动杆的上部通过限位板卡接在探头主体的下部，传动杆的下部深入探头壳，探头壳内置有浮体，浮体与传动杆通过螺纹连接。9.根据权利要求7所述的一种采空区快速注浆系统，其特征在于，所述线缆盘上设有多个插座，插座并联在升压电路和探头之间，插座用于连接继电器和警示灯，继电器通过插座接入控制电路。
【专利摘要】本实用新型公开了一种采空区快速注浆系统，包括制浆装置、洗孔装置、初注装置、复注装置和浆液面控制装置。洗孔装置连通水池，注浆装置包括初注装置和复注装置，浆液面控制装置用于控制初注过程中浆液面高度。装好初注装置后，将钢管连同浆液面控制装置的探头一同下至预定位置，对其进行初注，当浆液面达到预定位置时自动停止注浆，将初注装置从注浆钻孔内拆除，安装复注装置，对采空区再进行复注加压注浆，直至达到终孔标准停止注浆，并用纯水泥浆封死注浆钻孔。本实用新型在保证工程质量的前提下大大提高了注浆效率。
【IPC分类】E21F15/00
【公开号】CN204703952
【申请号】CN201520419390
【发明人】郭惟嘉, 江宁, 常西坤, 孙熙震, 张士川, 赵金海, 张保良, 王海龙, 路畅, 王昌祥, 孔德志, 孔贺, 李金平, 王学武
【申请人】山东科技大学
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年6月17日
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及采空区注浆领域，尤其是一种采空区快速注浆系统。
【背景技术】
[0002]随着我国城镇化、工业化进程的加快，以及交通路网等基础设施建设密度的逐年增大，可供利用土地资源日益减少，许多煤矿采空区逐渐被列为工业和民用建设场地，致使一些地区的公路、铁路、桥梁、隧道工程、商品房等建(构)筑物不得不建在采空区上或穿越采空区而建。
[0003]在地表建(构)筑物载荷及其他外力作用扰动下，有可能打破冒裂带岩体的相对平衡状态，重新活化采空区，产生应力再分布、导致地表产生附加移动和变形，进而导致地表建(构)筑物沉降、局部开裂、倾斜甚至倒塌等灾害的发生，严重影响和危害着采空区上方建(构)筑物的规划、施工建设和安全运营，因此若想在采空区上方新建建(构)筑物，必须对其进行治理。
[0004]当前对于采空区地基处理的措施主要有:全部充填采空区、局部支撑覆岩或地面构筑物、注浆加固和强化采空区围岩结构及预先释放老采空区沉降潜力4种。因老采空区埋深不一，部分老采空区时间久远、已经闭坑等原因，注浆加固和强化采空区围岩结构成为适用范围最广、治理效果最好的技术措施。
[0005]现有的采空区注浆系统泵送设备单一，只是使用泥浆泵，而泥浆泵泵送能力小，致使工期较长。现有采空区注浆工艺:对于单层采空区采用“一次成孔、全孔注浆”工艺；对于多层采空区有“分段成孔、下行式分段注浆”和“一次成孔、上行式分段注浆”两种工艺。若多层采空区采用“分段成孔、下行式分段注浆”工艺，因需待上层采空区浆液凝固后再用钻机扫孔并钻进至下一层采空区治理位置，因此存在工期长、费用高的问题。
【实用新型内容】
[0006]针对现有采空区注浆中存在的问题，提出了一种采空区快速注浆系统。本实用新型在保证工程质量的前提下大大提高了注浆效率。
[0007]本实用新型采用如下技术方案:
[0008]一种采空区快速注浆系统，包括制浆装置、洗孔装置、初注装置、复注装置和浆液面控制装置，所述制浆装置用于制取注浆浆液，洗孔装置用于清洗钻孔，初注装置和复注装置用于注入浆液，浆液面控制装置用于控制初注过程中浆液面高度；
[0009]所述洗孔装置连有水池，初注装置和复注装置分别连接制浆装置，浆液面控制装置的探头随初注装置的钢管深入注浆钻孔并并实时检测初注过程中浆液面高度。
[0010]进一步地，所述制浆装置包括搅拌池，搅拌池的两侧分别连接有两台制浆机，两台制浆机分别通过第一供水管连接水池；
[0011]其中一台制浆机上方悬置有螺旋给料机，螺旋给料机连接有水泥仓；
[0012]另一台制浆机上方悬置有第一皮带传送机，第一皮带传送机上安装有第一下料斗，第一下料斗内有粉煤灰。
[0013]进一步地，所述洗孔装置包括洗孔泥浆泵、连接件和注浆钢管，洗孔泥浆泵的进浆口通过第二供水管连接水池，洗孔泥浆泵的出浆口通过高压胶管连接连接件，连接件连接注浆钢管，注浆钢管通过注浆钻孔深入采空区岩层，注浆钢管的端部通过螺纹连接有止浆塞。
[0014]进一步地，所述连接件包括两个串接的三通，其中一个三通的一端连接高压胶管，另一端通过压力表缓冲器连接有压力表；
[0015]另一个三通的一端连接注浆钢管，另一端连接有截止阀。
[0016]进一步地，所述初注装置包括初注泥浆泵和混凝土输送泵，初注泥浆泵安装在搅拌池一侧，初注泥浆泵通过供料管连接混凝土输送泵，混凝土输送泵的料斗上悬置有第二皮带传送机，第二皮带输送机上安装有第二下料斗，第二下料斗内有骨料；
[0017]混凝土输送泵的料斗通过混凝土输送泵管连接钢管。
[0018]进一步地，所述复注装置包括复注泥浆泵，复注泥浆泵的进浆口通过进料管连接搅拌池，复注泥浆泵的出浆口通过高压胶管连接注浆钢管。
[0019]本实用新型一种采空区快速注浆系统，所述浆液面控制装置包括控制电路和线缆盘，控制电路连接有注浆工作电路并控制注浆工作电路，控制电路包括升压电路、探头和继电器，探头用于检测浆液面的高度，探头串联在升压电路和继电器之间；
[0020]所述升压电路连接有电源，升压电路和电源封装在线缆盘内，线缆盘上缠绕有两芯导线，两芯导线连接探头。
[0021]进一步地，所述探头包括探头帽、探头主体、探头壳，探头主体为圆筒结构，探头主体的上部和下部均有外螺纹，探头帽通过螺纹连接在探头主体上部，探头壳通过螺纹连接在探头主体的下部；
[0022]所述探头主体上部固定有绝缘体，绝缘体内沿其轴线平行间隔布置有第一电极和第二电极，第一电极和第二电极的下端悬置有金属导片，金属导片固定连接有传动杆，传动杆的上部通过限位板卡接在探头主体的下部，传动杆的下部深入探头壳，探头壳内置有浮体，浮体与传动杆通过螺纹连接。
[0023]更进一步地，所述线缆盘上设有多个插座，插座并联在升压电路和探头之间，插座用于连接继电器和警示灯，继电器通过插座接入控制电路。
[0024]采用如上技术方案取得的有益技术效果为:
[0025]1、本实用新型采用混凝土输送泵与泥浆泵配合的方式，即利用了混凝土输送泵泵送能力大，又利用了泥浆泵泵压大、泵压稳定的优点，在保证工程质量的前提下大大提高了注浆效率；
[0026]2、本实用新型将传统骨料添加工艺的添加地点由孔口改为制浆站，通过管道输送至采空区，大大减少了 “搬家”次数，且不受地形起伏变化的影响；
[0027]3、本实用新型对多层采空区采用“一次成孔、上行式分段注浆”工艺，与“分段成孔、下行式分段注浆”工艺相比，大大减少了钻孔工程量，缩短了工期。
【附图说明】
[0028]图1为采空区快速注浆系统示意图；
[0029]图2为变径结构示意图；
[0030]图3为连接件结构示意图；
[0031]图4为浆液面控制装置示意图；
[0032]图5为浆液面控制装置探头结构示意图；
[0033]图6为浆液面控制装置线缆盘电路示意图；
[0034]图7为浆液面控制装置电路示意图。
[0035]附图标记说明:11、水泥仓，12、螺旋给料机，13、水池，14、制浆机，15、第一供水管，16、出浆管，17、搅拌池，18、第一皮带输送机，19、第一下料斗，110、第一装载机，111、粉煤灰，21、初注泥浆泵，22、供料管，23、混凝土输送泵，24、混凝土输送泵管，25、变径，251、进气口，26、钢管，27、第二皮带输送机，28、第二下料斗，29、第二装载机，210、骨料，31、进料管，32、复注泥浆泵，33、高压胶管，34、连接件，35、注浆钢管，36、止浆塞，341、三通，342、压力表缓冲器，343、压力表，344、截止阀，41、第二供水管，42、洗孔泥浆泵，1、第四系，2、完整基岩，3、裂隙带，4、冒落带，5、底板，6、注浆钻孔，7、浆液面控制装置，71、固定支架，72、线缆盘，73、侧板，74、电池仓，75、插座，76、侧板固定螺丝，77、通心杆，78、摇把，79、探头，710、钢丝绳，711、两芯导线，712、电源，713、升压电路，714、警示灯，715、继电器，791、吊环，792、探头帽，793、第一电极，794、探头主体，795、金属导片，796、限位板，797、通气孔，798、传动杆，799、探头壳，7910、浮体，7911、第二电极，7912、绝缘体。
【具体实施方式】
[0036]结合附图1至7对本实用新型的【具体实施方式】做进一步说明:
[0037]一种采空区快速注浆系统，包括制浆装置、洗孔装置、初注装置、复注装置和浆液面控制装置7，制浆装置用于制取注浆浆液，洗孔装置用于清洗钻孔，初注装置和复注装置用于注入浆液，浆液面控制装置7用于控制初注过程中浆液面高度；洗孔装置连接有水池，初注装置和复注装置分别连接制浆装置，浆液面控制装置的探头79随初注装置的钢管26深入注浆钻孔6并实时检测初注过程中浆液面高度。
[0038]其中地层由上往下依次为第四系1、完整基岩2、裂隙带3、冒落带4、底板5。
[0039]制浆装置包括搅拌池，搅拌池17数量为若干，以防止泵送设备出现故障时，造成水泥粉煤灰浆无处盛放。搅拌池的两侧分别连接有两台制浆机，制浆机比搅拌池高，制浆机是安装在一个高台上，两者具有一定的高差(制浆机的底面比搅拌池的顶面高)，这样方便浆液流入搅拌池。两台制浆机分别通过第一供水管15连接水池13，第一供水管15上安装有流量计及流量控制阀，以控制供水量从而控制浆液的配比；其中一台制浆机上方悬置有螺旋给料机12，螺旋给料机12连接有水泥仓，水泥仓11与螺旋给料机12通过球铰法兰刚性连接；另一台制浆机上方悬置有第一皮带传送机18，第一皮带传送机18上安装有第一下料斗19，第一下料斗19内有粉煤灰111，第一下料斗19优选带有搅拌装置的，以防止粉煤灰111堵在出料口。螺旋给料机12和第一皮带输送机18安装有变频调速器，由其控制转速。制浆机14的额定工作能力应与整个注浆系统的泵送能力相匹配。
[0040]洗孔装置包括洗孔泥浆泵42、连接件34和注浆钢管35，洗孔泥浆泵42的进浆口通过第二供水管41连接水池13，洗孔泥浆泵42的出浆口通过高压胶管33连接连接件34，高压胶管33采用2寸两层钢丝高压胶管，高压胶管33数量为若干，高压胶管33之间通过高压胶管接头连接，可以铺设到注浆钻孔处。连接件34连接注浆钢管35，注浆钢管35通过注浆钻孔深入采空区岩层，注浆钢管35的端部螺纹连接有止浆塞36 。洗孔泥浆泵42采用BW250型泥浆泵，在靠近洗孔泥浆泵42出浆口的高压胶管33上安装有流量计，以实时监控水流量。
[0041]连接件34包括两个串接的三通341，其中一个三通的一端连接高压胶管33，另一端通过压力表缓冲器342连接有压力表343 ;另一个三通的一端连接注浆钢管35，另一端连接有截止阀344。注浆钢管35数量若干，注浆钢管35之间通过螺纹连接，可以深入铺设到采空区内部。
[0042]初注装置包括初注泥浆泵21和混凝土输送泵23，初注泥浆泵21额定工作能力应与混凝土输送泵23额定工作能力相匹配，且优先立式泥浆泵。初注泥浆泵21安装在搅拌池17 —侧，初注泥浆泵21通过供料管22连接混凝土输送泵23，混凝土输送泵23的料斗上悬置有第二皮带传送机27，第二皮带输送机27安装有第二下料斗28，第二下料斗28内有骨料210 ;混凝土输送泵23的料斗通过混凝土输送泵管24连接钢管26，混凝土输送泵管24之间通过高压关卡连接，从制浆站铺设至采空区。钢管26采用DN65镀锌管，数量为若干，钢管26之间通过螺纹连接。钢管26最底端应放至所需治理采空区冒落带4范围内，以防止骨料阻塞裂隙带3裂隙和保证初注完成后止浆塞36可下置至所治理采空区顶板完整基岩2。最下端一节钢管26的端部为楔形，以便于钢管26在注浆钻孔6内向下运动。
[0043]骨料210选用颗粒粒径小于3mm的石肩；骨料210经第二装载机29钻运至第二下料斗28中；第二下料斗28下部安装有搅拌装置，以防止骨料210堵在出料口 ；第二皮带输送机27安装有变频调速器，由其控制转速。
[0044]复注装置包括复注泥浆泵32，复注泥浆泵32的进浆口通过进料管31连接搅拌池17，进料管31采用3寸夹布耐压胶管。复注泥浆泵32的出浆口通过高压胶管33连接注浆钢管35。高压胶管33采用2寸两层钢丝高压胶管，其一端与复注泥浆泵32的出浆口通过螺纹连接，另一端与连接件34通过螺纹连接。复注泥浆泵32采用BW250型泥浆泵，在靠近复注泥浆泵32出浆口的高压胶管33上安装有流量计。
[0045]浆液面控制装置7包括控制电路和线缆盘72，控制电路连接有注浆工作电路并控制注浆工作电路，控制电路包括升压电路713、探头79和继电器715，探头79用于检测浆液面的高度，探头79串联在升压电路713和继电器715之间；升压电路713连接有电源712，升压电路713和电源712封装在线缆盘72内，线缆盘72上缠绕有两芯导线711，两芯导线711连接探头79。
[0046]探头79包括探头帽792、探头主体794、探头壳799，探头主体794为圆筒结构，探头主体794的上部和下部均有外螺纹，探头帽792螺旋连接在探头主体794上部，探头壳799通过螺纹连接在探头主体794的下部；探头主体794上部固定有绝缘体7912，绝缘体7912内沿其轴线平行间隔布置有第一电极793和第二电极7911，第一电极793和第二电极7911的下端悬置有金属导片795，金属导片795固定连接有传动杆798，传动杆798的上部通过限位板796卡接在探头主体794的下部，通过限位板796限位，传动杆798的下部深入探头壳799，探头壳799内置有浮体7910，浮体7910与传动杆798通过螺纹连接。探头帽792的顶部设有吊环791，吊环791用于与外部钢丝绳710连接。
[0047]用于采空区注浆浆液面控制装置7的探头79放置于预定位置，当浆液面上升到预定位置时，浮体7910在浆液给予的浮力作用下上升，浮体7910推动传动杆798、传动杆798带动金属导片795，最终金属导片795将两个电极连通，控制电路导通，通过继电器切断注浆工作电路，及时准确控制浆液面位置，且浆液面控制装置7的探头79结构合理，便于野外维护，体积小，结构紧凑可以适应钻孔内狭小空间。
[0048]线缆盘72上设有多个插座75，插座75并联在升压电路713和探头79之间，插座75用于连接继电器715和警示灯714。线缆盘72通过通心杆77连接在固定支架71上，固定支架71上部设有提手，以方便移动。线缆盘72的侧部通过侧板固定螺丝76连接有侧板73，侧板73上开有插座75的插孔、电源712的电池仓74。线缆盘72上设有摇把78，摇把78用于转动线缆盘72。
[0049]该系统的使用过程为:组装好初注装置后，将初注装置的钢管连同浆液面控制装置的探头一同下至预定位置，对采空区进行初注，当浆液面达到预定位置时自动停止注浆，将初注装置从注浆钻孔内拆除，安装复注装置，对采空区再进行复注加压注浆，直至达到终孔标准停止注浆，并用纯水泥浆封死注浆钻孔。
[0050]将探头固定在钢管上，一同下放置预定位置，并将继电器、警示灯通过插座与线缆盘相连，注浆过程中浆液面上升，当浆液面上升到预定位置时，浮体在浆液给予的浮力作用下上升，浮体推动传动杆、传动杆带动金属导片，最终金属导片将两个电极连通，导通控制电路，继电器切断注浆工作电路电源，这样可以及时、准确控制浆液面位置；并且警示灯亮起，可以提醒施工人员及时调整制浆进度，以防止浆液“供大于求”。
[0051]当然，以上说明仅仅为本实用新型的较佳实施例，本实用新型并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的指导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本实用新型的保护。
【主权项】
1.一种采空区快速注浆系统，其特征在于，包括制浆装置、洗孔装置、初注装置、复注装置和浆液面控制装置，所述制浆装置用于制取注浆浆液，洗孔装置用于清洗钻孔，初注装置和复注装置用于注入浆液，浆液面控制装置用于控制初注过程中浆液面高度； 所述洗孔装置连有水池，初注装置和复注装置分别连接制浆装置，浆液面控制装置的探头随初注装置的钢管深入注浆钻孔并实时检测初注过程中浆液面高度。2.根据权利要求1所述的一种采空区快速注浆系统，其特征在于，所述制浆装置包括搅拌池，搅拌池的两侧分别连接有两台制浆机，两台制浆机分别通过第一供水管连接水池； 其中一台制浆机上方悬置有螺旋给料机，螺旋给料机连接有水泥仓； 另一台制浆机上方悬置有第一皮带传送机，第一皮带传送机上安装有第一下料斗，第一下料斗内有粉煤灰。3.根据权利要求1所述的一种采空区快速注浆系统，其特征在于，所述洗孔装置包括洗孔泥浆泵、连接件和注浆钢管，洗孔泥浆泵的进浆口通过第二供水管连接水池，洗孔泥浆泵的出浆口通过高压胶管连接连接件，连接件连接注浆钢管，注浆钢管通过注浆钻孔深入采空区岩层，注浆钢管的端部通过螺纹连接有止浆塞。4.根据权利要求3所述的一种采空区快速注浆系统，其特征在于，所述连接件包括两个串接的三通，其中一个三通的一端连接高压胶管，另一端通过压力表缓冲器连接有压力表; 另一个三通的一端连接注浆钢管，另一端连接有截止阀。5.根据权利要求2所述的一种采空区快速注浆系统，其特征在于，所述初注装置包括初注泥浆泵和混凝土输送泵，初注泥浆泵安装在搅拌池一侧，初注泥浆泵通过供料管连接混凝土输送泵，混凝土输送泵的料斗上悬置有第二皮带传送机，第二皮带输送机上安装有第二下料斗，第二下料斗内有骨料； 混凝土输送泵的料斗通过混凝土输送泵管连接钢管。6.根据权利要求5所述的一种采空区快速注浆系统，其特征在于，所述复注装置包括复注泥浆泵，复注泥浆泵的进浆口通过进料管连接搅拌池，复注泥浆泵的出浆口通过高压胶管连接注楽钢管。7.根据权利要求1所述的一种采空区快速注浆系统，其特征在于，所述浆液面控制装置包括控制电路和线缆盘，控制电路连接有注浆工作电路并控制注浆工作电路，控制电路包括升压电路、探头和继电器，探头用于检测浆液面的高度，探头串联在升压电路和继电器之间； 所述升压电路连接有电源，升压电路和电源封装在线缆盘内，线缆盘上缠绕有两芯导线，两芯导线连接探头。8.根据权利要求7所述的一种采空区快速注浆系统，其特征在于，所述探头包括探头帽、探头主体、探头壳，探头主体为圆筒结构，探头主体的上部和下部均有外螺纹，探头帽通过螺纹连接在探头主体上部，探头壳通过螺纹连接在探头主体的下部； 所述探头主体上部固定有绝缘体，绝缘体内沿其轴线平行间隔布置有第一电极和第二电极，第一电极和第二电极的下端悬置有金属导片，金属导片固定连接有传动杆，传动杆的上部通过限位板卡接在探头主体的下部，传动杆的下部深入探头壳，探头壳内置有浮体，浮体与传动杆通过螺纹连接。9.根据权利要求7所述的一种采空区快速注浆系统，其特征在于，所述线缆盘上设有多个插座，插座并联在升压电路和探头之间，插座用于连接继电器和警示灯，继电器通过插座接入控制电路。
【专利摘要】本实用新型公开了一种采空区快速注浆系统，包括制浆装置、洗孔装置、初注装置、复注装置和浆液面控制装置。洗孔装置连通水池，注浆装置包括初注装置和复注装置，浆液面控制装置用于控制初注过程中浆液面高度。装好初注装置后，将钢管连同浆液面控制装置的探头一同下至预定位置，对其进行初注，当浆液面达到预定位置时自动停止注浆，将初注装置从注浆钻孔内拆除，安装复注装置，对采空区再进行复注加压注浆，直至达到终孔标准停止注浆，并用纯水泥浆封死注浆钻孔。本实用新型在保证工程质量的前提下大大提高了注浆效率。
【IPC分类】E21F15/00
【公开号】CN204703952
【申请号】CN201520419390
【发明人】郭惟嘉, 江宁, 常西坤, 孙熙震, 张士川, 赵金海, 张保良, 王海龙, 路畅, 王昌祥, 孔德志, 孔贺, 李金平, 王学武
【申请人】山东科技大学
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年6月17日
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