一种采空区注浆骨料投放系统的制作方法
一种采空区注浆骨料投放系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及采空区注浆加固领域，尤其是一种采空区注浆骨料投放系统。
【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。注浆材料以水泥粉煤灰为主，也有水泥粘土或水泥黄土浆材，单位成本较高，当采空区顶板垮落不完全，存在较大空洞时，若完全采用浆液充填，成本太高，因此可以加入一些成本低廉的细骨料，一方面降低单位体积充填材料成本；另一方面改善纯浆液充填材料级配，提高其承载性能。
[0005]当前的骨料添加方法为在孔口安装漏斗状注料器，利用水或者浆液向钻孔内冲，其存在骨料与介质相对分离，容易造成骨料在钻孔底部堆积，大大减小了浆液的扩散半径，易出现充填不密实的现象；且作业地点随钻孔位置的改变而改变，“搬家”频繁。
[0006]由此可见，现有技术有待于更进一步的改进和发展。
【实用新型内容】
[0007]针对现有采空区注浆骨料添加方法存在的问题，本实用新型提供了一种采空区注浆骨料投放系统。本实用新型可以将浆液与骨料充分混合，使骨料在浆液中处于悬浮状态，浆液携带骨料扩散，大大扩大骨料的扩散范围，提高骨料的添加比例及充填效果。
[0008]本实用新型采用如下技术方案:
[0009]一种采空区注浆骨料投放系统，其特征在于，包括浆液池、泥浆泵、混凝土输送泵和混凝土输送泵管；
[0010]所述浆液池内置有浆液，所述泥浆泵安装在浆液池一侧，泥浆泵通过供料管连接混凝土输送泵的料斗；
[0011]所述混凝土输送泵的料斗上方悬置有皮带输送机，皮带输送机上安装有下料斗，下料斗内置有骨料，骨料经下料斗均布在皮带输送机上；
[0012]所述混凝土输送泵连接有混凝土输送泵管，混凝土输送泵管通过变径连接有钢管，钢管深入采空区的冒落带；
[0013]所述浆液在泥浆泵的作用下经供料管进入混凝土输送泵的料斗，皮带输送机将骨料输送至混凝土输送泵的料斗，浆液和骨料在混凝土输送泵的作用下经混凝土输送泵管和钢管进入采空区的冒落带。
[0014]优选地，所述泥浆泵为立式泥浆泵，立式泥浆泵额定工作能力与混凝土输送泵额定工作能力相匹配。
[0015]优选地，所述混凝土输送泵管有多节，不同的混凝土输送泵管之间通过高压关卡连接；
[0016]所述混凝土输送泵管与变径通过高压关卡连接；
[0017]所述变径与钢管通过螺纹连接；
[0018]所述钢管有多节，不同的钢管之间通过螺纹连接，且最下端一节钢管的端部为楔形。
[0019]优选地，所述浆液池内设有防止浆液离析和沉淀的搅拌装置。
[0020]优选地，所述骨料经装载机转运至下料斗中，下料斗下部安装有防止骨料堵塞的搅拌装置。
[0021]优选地，所述变径设有进气口，进气口用于防止浆液在表面张力及大气压作用下浆液存留在钢管中。
[0022]优选地，所述混凝土输送泵设有搅拌装置。
[0023]优选地，所述皮带输送机上连接有变频调速器，变频调速器用于控制皮带输送机的运行速度。
[0024]采用如上技术方案取得的有益技术效果为:
[0025]浆液与骨料通过混凝土输送泵自有搅拌装置的搅拌，两者混合均匀，在一定时间内骨料在浆液中处于悬浮状态，在保证浆液具有较好流动性的基础上，浆液携带骨料扩散，大大扩大骨料的扩散范围，很好避免了传统工艺骨料易在钻孔底部堆积的问题；骨料在浆液中均匀分布，改善“ ‘浆液-岩石’共同体”级配，提高其承载性能；且可通过混凝土输送泵管铺设至任意位置，料场及大型设备不用因施工位置的改变而移动，使用方便。
【附图说明】
[0026]图1为采空区注浆骨料投放系统示意图。
[0027]图2为变径剖面图。
[0028]附图标记说明:1、浆液池，2、泥浆泵，3、供料管，4、混凝土输送泵，5、混凝土输送泵管，6、变径，7、钢管，8、骨料，9、装载机，10、下料斗，11、皮带输送机，12、第四系，13、完整基岩，14、裂隙带，15、冒落带，16、底板，17、进气口。
【具体实施方式】
[0029]结合附图1至2和工程实例对本实用新型进行详细说明:
[0030]工程实例:某建筑物规划建设于老采空区上方，该区域范围内仅开采一层煤层，地层由上往下依次为第四系12、完整基岩13、裂隙带14、冒落带15、底板16，其中煤层埋深120m，煤层开采后冒落带高度为Sm，裂隙带高度为12m，浆液为水泥粉煤灰浆，骨料以石肩为例。
[0031]如图1所示，一种采空区注浆骨料投放系统，其由浆液池1、泥浆泵2、供料管3、混凝土输送泵4、混凝土输送泵管5、变径6、钢管7、装载机9、骨料8、下料斗10、皮带输送机11组成。浆液池I内置有浆液，泥浆泵2安装在浆液池I 一侧，泥浆泵2通过供料管3连接混凝土输送泵4的料斗；混凝土输送泵4的料斗上方悬置有皮带输送机11，皮带输送机11上安装有下料斗10，下料斗10内置有骨料8，骨料8经下料斗10均布在皮带输送机11上；混凝土输送泵4的料斗下部设有混凝土输送泵管5，混凝土输送泵管5通过变径6连接有钢管7，钢管7深入采空区的冒落带15。
[0032]浆液池I中设置有搅拌装置，以防止浆液离析和沉淀。浆液池I中的浆液(配比:水泥:粉煤灰=I: 2、水固比=0.8: I)密度为1.61g/cm3，搅拌均匀后，在静置或流动状态下可保证骨料(石肩)在15min内处于悬浮状态。
[0033]泥浆泵2选用NL65-16立式泥浆泵，固定于浆液池I的一侧；泥浆泵2与供料管3连接，浆液在泥浆泵2的泵送作用下经供料管3输送到混凝土输送泵4的料斗中。混凝土输送泵4选用HBTS40-13-55型混凝土拖泵。立式泥浆泵额定工作能力与混凝土输送泵额定工作能力相匹配。
[0034]骨料8为粒径不大于3mm的石肩。骨料8经装载机9转运至下料斗10中；下料斗10下部安装有搅拌装置，以防止骨料8堵在下料口 ；骨料8经下料斗10均匀的下落至皮带输送机11上；骨料8经皮带输送机11均匀运至混凝土输送泵4的料斗；皮带输送机11安装有变频调速器，由其控制其运行速度。
[0035]混凝土输送泵管5有多节，不同的混凝土输送泵管5之间通过高压关卡连接，可铺设至任意位置。混凝土输送泵管5与变径6通过高压关卡连接。变径6与钢管7通过螺纹连接。变径6设有进气口 17，进气口 17用于防止浆液在表面张力及大气压作用下浆液存留在钢管7中。钢管7有多节，不同的钢管之间通过螺纹连接，钢管7选用DN65无缝钢管，钢管总长度为114m，且最下端一节钢管的端部为楔形。
[0036]骨料8与浆液经混凝土输送泵4自有搅拌装置搅拌均匀后，在混凝土输送泵4泵送作用下经混凝土输送泵管5、变径6和钢管7输送至采空区空隙。
[0037]采用如上技术方案可以将浆液与骨料充分混合，使骨料在浆液中处于悬浮状态，浆液携带骨料扩散，大大扩大骨料的扩散范围，提高骨料的添加比例和充填效果。
[0038]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】
1.一种采空区注浆骨料投放系统，其特征在于，包括浆液池、泥浆泵、混凝土输送泵和混凝土输送泵管； 所述浆液池内置有浆液，所述泥浆泵安装在浆液池一侧，泥浆泵通过供料管连接混凝土输送泵的料斗； 所述混凝土输送泵的料斗上方悬置有皮带输送机，皮带输送机上安装有下料斗，下料斗内置有骨料，骨料经下料斗均布在皮带输送机上； 所述混凝土输送泵连接有混凝土输送泵管，混凝土输送泵管通过变径连接有钢管，钢管深入采空区的冒落带； 所述浆液在泥浆泵的作用下经供料管进入混凝土输送泵的料斗，皮带输送机将骨料输送至混凝土输送泵的料斗，浆液和骨料在混凝土输送泵的作用下经混凝土输送泵管和钢管进入采空区的冒落带。2.根据权利要求1所述的一种采空区注浆骨料投放系统，其特征在于，所述泥浆泵为立式泥浆泵，立式泥浆泵额定工作能力与混凝土输送泵额定工作能力相匹配。3.根据权利要求1所述的一种采空区注浆骨料投放系统，其特征在于，所述混凝土输送泵管有多节，不同的混凝土输送泵管之间通过高压关卡连接； 所述混凝土输送泵管与变径通过高压关卡连接； 所述变径与钢管通过螺纹连接； 所述钢管有多节，不同的钢管之间通过螺纹连接，且最下端一节钢管的端部为楔形。4.根据权利要求1所述的一种采空区注浆骨料投放系统，其特征在于，所述浆液池内设有防止浆液离析和沉淀的搅拌装置。5.根据权利要求1所述的一种采空区注浆骨料投放系统，其特征在于，所述骨料经装载机转运至下料斗中，下料斗下部安装有防止骨料堵塞的搅拌装置。6.根据权利要求1所述的一种采空区注浆骨料投放系统，其特征在于，所述变径设有进气口，进气口用于防止浆液在表面张力及大气压作用下浆液存留在钢管中。7.根据权利要求1所述的一种采空区注浆骨料投放系统，其特征在于，所述混凝土输送泵设有搅拌装置。8.根据权利要求1所述的一种采空区注浆骨料投放系统，其特征在于，所述皮带输送机上连接有变频调速器，变频调速器用于控制皮带输送机的运行速度。
【专利摘要】本实用新型公开了一种采空区注浆骨料投放系统，包括浆液池、泥浆泵、混凝土输送泵和混凝土输送泵管。浆液在泥浆泵的作用下经供料管进入混凝土输送泵的料斗，皮带输送机将骨料输送至混凝土输送泵的料斗，浆液和骨料在混凝土输送泵的作用下经混凝土输送泵管和钢管进入采空区的冒落带。本实用新型可以将浆液与骨料充分混合，使骨料在浆液中处于悬浮状态，浆液携带骨料扩散，大大扩大骨料的扩散范围，提高骨料的添加比例和充填效果。
【IPC分类】E21F15/08
【公开号】CN204703953
【申请号】CN201520420884
【发明人】郭惟嘉, 江宁, 常西坤, 张保良, 王海龙, 孙熙震, 张士川, 赵金海, 路畅, 王学武, 李金平, 王昌祥, 孔德志, 孔贺
【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加固领域，尤其是一种采空区注浆骨料投放系统。
【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。注浆材料以水泥粉煤灰为主，也有水泥粘土或水泥黄土浆材，单位成本较高，当采空区顶板垮落不完全，存在较大空洞时，若完全采用浆液充填，成本太高，因此可以加入一些成本低廉的细骨料，一方面降低单位体积充填材料成本；另一方面改善纯浆液充填材料级配，提高其承载性能。
[0005]当前的骨料添加方法为在孔口安装漏斗状注料器，利用水或者浆液向钻孔内冲，其存在骨料与介质相对分离，容易造成骨料在钻孔底部堆积，大大减小了浆液的扩散半径，易出现充填不密实的现象；且作业地点随钻孔位置的改变而改变，“搬家”频繁。
[0006]由此可见，现有技术有待于更进一步的改进和发展。
【实用新型内容】
[0007]针对现有采空区注浆骨料添加方法存在的问题，本实用新型提供了一种采空区注浆骨料投放系统。本实用新型可以将浆液与骨料充分混合，使骨料在浆液中处于悬浮状态，浆液携带骨料扩散，大大扩大骨料的扩散范围，提高骨料的添加比例及充填效果。
[0008]本实用新型采用如下技术方案:
[0009]一种采空区注浆骨料投放系统，其特征在于，包括浆液池、泥浆泵、混凝土输送泵和混凝土输送泵管；
[0010]所述浆液池内置有浆液，所述泥浆泵安装在浆液池一侧，泥浆泵通过供料管连接混凝土输送泵的料斗；
[0011]所述混凝土输送泵的料斗上方悬置有皮带输送机，皮带输送机上安装有下料斗，下料斗内置有骨料，骨料经下料斗均布在皮带输送机上；
[0012]所述混凝土输送泵连接有混凝土输送泵管，混凝土输送泵管通过变径连接有钢管，钢管深入采空区的冒落带；
[0013]所述浆液在泥浆泵的作用下经供料管进入混凝土输送泵的料斗，皮带输送机将骨料输送至混凝土输送泵的料斗，浆液和骨料在混凝土输送泵的作用下经混凝土输送泵管和钢管进入采空区的冒落带。
[0014]优选地，所述泥浆泵为立式泥浆泵，立式泥浆泵额定工作能力与混凝土输送泵额定工作能力相匹配。
[0015]优选地，所述混凝土输送泵管有多节，不同的混凝土输送泵管之间通过高压关卡连接；
[0016]所述混凝土输送泵管与变径通过高压关卡连接；
[0017]所述变径与钢管通过螺纹连接；
[0018]所述钢管有多节，不同的钢管之间通过螺纹连接，且最下端一节钢管的端部为楔形。
[0019]优选地，所述浆液池内设有防止浆液离析和沉淀的搅拌装置。
[0020]优选地，所述骨料经装载机转运至下料斗中，下料斗下部安装有防止骨料堵塞的搅拌装置。
[0021]优选地，所述变径设有进气口，进气口用于防止浆液在表面张力及大气压作用下浆液存留在钢管中。
[0022]优选地，所述混凝土输送泵设有搅拌装置。
[0023]优选地，所述皮带输送机上连接有变频调速器，变频调速器用于控制皮带输送机的运行速度。
[0024]采用如上技术方案取得的有益技术效果为:
[0025]浆液与骨料通过混凝土输送泵自有搅拌装置的搅拌，两者混合均匀，在一定时间内骨料在浆液中处于悬浮状态，在保证浆液具有较好流动性的基础上，浆液携带骨料扩散，大大扩大骨料的扩散范围，很好避免了传统工艺骨料易在钻孔底部堆积的问题；骨料在浆液中均匀分布，改善“ ‘浆液-岩石’共同体”级配，提高其承载性能；且可通过混凝土输送泵管铺设至任意位置，料场及大型设备不用因施工位置的改变而移动，使用方便。
【附图说明】
[0026]图1为采空区注浆骨料投放系统示意图。
[0027]图2为变径剖面图。
[0028]附图标记说明:1、浆液池，2、泥浆泵，3、供料管，4、混凝土输送泵，5、混凝土输送泵管，6、变径，7、钢管，8、骨料，9、装载机，10、下料斗，11、皮带输送机，12、第四系，13、完整基岩，14、裂隙带，15、冒落带，16、底板，17、进气口。
【具体实施方式】
[0029]结合附图1至2和工程实例对本实用新型进行详细说明:
[0030]工程实例:某建筑物规划建设于老采空区上方，该区域范围内仅开采一层煤层，地层由上往下依次为第四系12、完整基岩13、裂隙带14、冒落带15、底板16，其中煤层埋深120m，煤层开采后冒落带高度为Sm，裂隙带高度为12m，浆液为水泥粉煤灰浆，骨料以石肩为例。
[0031]如图1所示，一种采空区注浆骨料投放系统，其由浆液池1、泥浆泵2、供料管3、混凝土输送泵4、混凝土输送泵管5、变径6、钢管7、装载机9、骨料8、下料斗10、皮带输送机11组成。浆液池I内置有浆液，泥浆泵2安装在浆液池I 一侧，泥浆泵2通过供料管3连接混凝土输送泵4的料斗；混凝土输送泵4的料斗上方悬置有皮带输送机11，皮带输送机11上安装有下料斗10，下料斗10内置有骨料8，骨料8经下料斗10均布在皮带输送机11上；混凝土输送泵4的料斗下部设有混凝土输送泵管5，混凝土输送泵管5通过变径6连接有钢管7，钢管7深入采空区的冒落带15。
[0032]浆液池I中设置有搅拌装置，以防止浆液离析和沉淀。浆液池I中的浆液(配比:水泥:粉煤灰=I: 2、水固比=0.8: I)密度为1.61g/cm3，搅拌均匀后，在静置或流动状态下可保证骨料(石肩)在15min内处于悬浮状态。
[0033]泥浆泵2选用NL65-16立式泥浆泵，固定于浆液池I的一侧；泥浆泵2与供料管3连接，浆液在泥浆泵2的泵送作用下经供料管3输送到混凝土输送泵4的料斗中。混凝土输送泵4选用HBTS40-13-55型混凝土拖泵。立式泥浆泵额定工作能力与混凝土输送泵额定工作能力相匹配。
[0034]骨料8为粒径不大于3mm的石肩。骨料8经装载机9转运至下料斗10中；下料斗10下部安装有搅拌装置，以防止骨料8堵在下料口 ；骨料8经下料斗10均匀的下落至皮带输送机11上；骨料8经皮带输送机11均匀运至混凝土输送泵4的料斗；皮带输送机11安装有变频调速器，由其控制其运行速度。
[0035]混凝土输送泵管5有多节，不同的混凝土输送泵管5之间通过高压关卡连接，可铺设至任意位置。混凝土输送泵管5与变径6通过高压关卡连接。变径6与钢管7通过螺纹连接。变径6设有进气口 17，进气口 17用于防止浆液在表面张力及大气压作用下浆液存留在钢管7中。钢管7有多节，不同的钢管之间通过螺纹连接，钢管7选用DN65无缝钢管，钢管总长度为114m，且最下端一节钢管的端部为楔形。
[0036]骨料8与浆液经混凝土输送泵4自有搅拌装置搅拌均匀后，在混凝土输送泵4泵送作用下经混凝土输送泵管5、变径6和钢管7输送至采空区空隙。
[0037]采用如上技术方案可以将浆液与骨料充分混合，使骨料在浆液中处于悬浮状态，浆液携带骨料扩散，大大扩大骨料的扩散范围，提高骨料的添加比例和充填效果。
[0038]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】
1.一种采空区注浆骨料投放系统，其特征在于，包括浆液池、泥浆泵、混凝土输送泵和混凝土输送泵管； 所述浆液池内置有浆液，所述泥浆泵安装在浆液池一侧，泥浆泵通过供料管连接混凝土输送泵的料斗； 所述混凝土输送泵的料斗上方悬置有皮带输送机，皮带输送机上安装有下料斗，下料斗内置有骨料，骨料经下料斗均布在皮带输送机上； 所述混凝土输送泵连接有混凝土输送泵管，混凝土输送泵管通过变径连接有钢管，钢管深入采空区的冒落带； 所述浆液在泥浆泵的作用下经供料管进入混凝土输送泵的料斗，皮带输送机将骨料输送至混凝土输送泵的料斗，浆液和骨料在混凝土输送泵的作用下经混凝土输送泵管和钢管进入采空区的冒落带。2.根据权利要求1所述的一种采空区注浆骨料投放系统，其特征在于，所述泥浆泵为立式泥浆泵，立式泥浆泵额定工作能力与混凝土输送泵额定工作能力相匹配。3.根据权利要求1所述的一种采空区注浆骨料投放系统，其特征在于，所述混凝土输送泵管有多节，不同的混凝土输送泵管之间通过高压关卡连接； 所述混凝土输送泵管与变径通过高压关卡连接； 所述变径与钢管通过螺纹连接； 所述钢管有多节，不同的钢管之间通过螺纹连接，且最下端一节钢管的端部为楔形。4.根据权利要求1所述的一种采空区注浆骨料投放系统，其特征在于，所述浆液池内设有防止浆液离析和沉淀的搅拌装置。5.根据权利要求1所述的一种采空区注浆骨料投放系统，其特征在于，所述骨料经装载机转运至下料斗中，下料斗下部安装有防止骨料堵塞的搅拌装置。6.根据权利要求1所述的一种采空区注浆骨料投放系统，其特征在于，所述变径设有进气口，进气口用于防止浆液在表面张力及大气压作用下浆液存留在钢管中。7.根据权利要求1所述的一种采空区注浆骨料投放系统，其特征在于，所述混凝土输送泵设有搅拌装置。8.根据权利要求1所述的一种采空区注浆骨料投放系统，其特征在于，所述皮带输送机上连接有变频调速器，变频调速器用于控制皮带输送机的运行速度。
【专利摘要】本实用新型公开了一种采空区注浆骨料投放系统，包括浆液池、泥浆泵、混凝土输送泵和混凝土输送泵管。浆液在泥浆泵的作用下经供料管进入混凝土输送泵的料斗，皮带输送机将骨料输送至混凝土输送泵的料斗，浆液和骨料在混凝土输送泵的作用下经混凝土输送泵管和钢管进入采空区的冒落带。本实用新型可以将浆液与骨料充分混合，使骨料在浆液中处于悬浮状态，浆液携带骨料扩散，大大扩大骨料的扩散范围，提高骨料的添加比例和充填效果。
【IPC分类】E21F15/08
【公开号】CN204703953
【申请号】CN201520420884
【发明人】郭惟嘉, 江宁, 常西坤, 张保良, 王海龙, 孙熙震, 张士川, 赵金海, 路畅, 王学武, 李金平, 王昌祥, 孔德志, 孔贺
【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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