一种煤矿井下深孔快速封孔注浆装置的制作方法

本实用新型一种煤矿井下深孔快速封孔注浆装置属于煤矿井下注浆封孔的技术领域，具体涉及煤矿井下深孔快速封孔注浆装置。

背景技术：

在矿井基建与生产过程中常遇到水害问题，如工作面涌水、高压底板水、顶板水、断层导水、陷落柱导水等都严重地威胁着人身和生产的安全。目前在止浆机具方面常用的有三爪式、异径式、水力膨胀式止浆塞等，但这些机具多用于地面工程注浆孔，或用于煤壁注水封孔，在井下注浆方面应用甚少，特别是近几十年来止浆机具的改进一直止步不前。且现有的井下注浆用的止浆器具为一次性器具，即孔口管，安装时必须先扩孔，再注浆固管，然后再进行扫孔注浆，太过费时费力，且浆液扩散半径有限，封堵效果不佳。

技术实现要素：

本实用新型克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种适用于煤矿井下深孔快速封孔的注浆装置，工程时效性快，注浆速度快、扩散半径大，并可实现单孔分段连续注浆的目的。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种煤矿井下深孔快速封孔注浆装置，包括单向阀接头、注浆中心管、封口盖、顶帽、花篮螺母、单向阀和胶筒，所述单向阀接头为一端正丝扣且另一端为反丝扣的内螺纹结构，所述单向阀接头的反丝扣与注浆中心管的前端相连接，且封口盖密封套装在注浆中心管的后端，所述顶帽、花篮螺母、单向阀和胶筒依次固定套装在注浆中心管的外壁上，所述花篮螺母位于顶帽的内腔，所述单向阀的前端顶住顶帽和花篮螺母，所述胶筒的两端分别通过上铁芯、上铁箍和下铁芯、下铁箍夹紧定型，胶筒的上铁芯固定在注浆中心管上且下铁芯活动套装在注浆中心管上，所述单向阀的入口与注浆中心管内部相连通且其出口与上铁芯、上铁箍之间的胶筒相连通。

所述顶帽外壁固定安装有多个弹性钢封条，所述弹性钢封条延伸至胶筒的后部。

所述注浆中心管的后部固定安装有膨胀材料仓壳，所述膨胀材料仓壳内填装有真空膨胀材料，所述胶筒处于未膨胀状态时其下铁箍位于膨胀材料仓壳内部。

所述顶帽与注浆中心管外壁之间设有密封圈。

所述注浆中心管后端内腔设有与封口盖配合的球面卡座。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本实用新型不同于传统的单管内设多个单向逆止阀的止浆结构，在注浆中心管的一端设置正、反丝扣的单向阀接头，使注浆中心管更加通透，增大了过浆量，注浆中心管可通过单向阀接头安装在井下钻机的钻杆上装入注浆口内直接注浆，注浆完成后，反向转动钻杆即可使钻杆与单向阀接头分离，而本实用新型则留在注浆孔内实现止浆，节省了安装注浆孔口管的时间，大大提高了井下注浆的工作效率，本实用新型注浆是从里往外，受井下地质条件影响小，注浆速度快、扩散半径大，并可实现单孔分段连续注浆的目的，结构简单，加工方便且成本低；

2、本实用新型中注浆中心管的后端安装封口盖，防止入注浆口时异物进入管内堵塞，注浆时浆液先自单向阀流入胶筒使其膨胀固定在孔内，管内到达设计压力时封口盖被冲开进行注浆，有效实现胶筒的快速膨胀封堵；

3、本实用新型在胶筒外部加装弹性钢封条，胶筒膨胀后，弹性钢封条起跳弹起卡在孔壁上，防止本实用新型受注浆压力后退；

4、本实用新型在注浆中心管的后部加装膨胀材料仓壳，胶筒膨胀后下铁芯滑动撤出，打开膨胀材料仓壳，拉出真空膨胀材料，材料遇水膨胀并凝固后封堵注浆中心管与孔壁裂隙，并二次加固及密封止浆，进一步提高了止浆效果。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明；

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型注浆前的外部结构示意图；

图3为本实用新型注浆后的外部结构示意图；

图中：1为单向阀接头，2为注浆中心管，3为封口盖，4为顶帽，5为花篮螺母，6为单向阀，7为胶筒，8为弹性钢封条，9为膨胀材料仓壳，10为真空膨胀材料。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型一种煤矿井下深孔快速封孔注浆装置，包括单向阀接头1、注浆中心管2、封口盖3、顶帽4、花篮螺母5、单向阀6和胶筒7，所述单向阀接头1为一端正丝扣且另一端为反丝扣的内螺纹结构，所述单向阀接头1的反丝扣与注浆中心管2的前端相连接，且封口盖3密封套装在注浆中心管2的后端，所述顶帽4、花篮螺母5、单向阀6和胶筒7依次固定套装在注浆中心管2的外壁上，所述花篮螺母5位于顶帽4的内腔，所述单向阀6的前端顶住顶帽4和花篮螺母5，所述胶筒7的两端分别通过上铁芯、上铁箍和下铁芯、下铁箍夹紧定型，胶筒7的上铁芯固定在注浆中心管2上且下铁芯活动套装在注浆中心管2上，所述单向阀6的入口与注浆中心管2内部相连通且其出口与上铁芯、上铁箍之间的胶筒7相连通。

所述顶帽4外壁固定安装有多个弹性钢封条8，所述弹性钢封条8延伸至胶筒7的后部。

所述注浆中心管2的后部固定安装有膨胀材料仓壳9，所述膨胀材料仓壳9内填装有真空膨胀材料10，所述胶筒7处于未膨胀状态时其下铁箍位于膨胀材料仓壳9内部。

下面通过实施例对本实用新型的使用工作过程做具体描述：

第一步，进行注浆钻孔设计，确定深孔注浆位置（即本实用新型的放置位置），要求孔深大于注浆位置10m以上；

第二步，施工注浆孔，要求裸孔直径不小于75mm；

第三步，检查本实用新型完好情况，如图2所示，要求弹性钢封条8无起跳现象，且膨胀材料仓壳9密封良好；

第四步，将本实用新型用单向阀接头1安装在钻杆上，利用钻杆将本实用新型推送至注浆口内的注浆位置；

第五步，开始注浆，如图3所示，浆液通过钻杆和单向阀接头1进入注浆中心管2，注浆中心管2后端的封口盖3憋压，具有一定压力的水泥浆液自单向阀6流向胶筒7，使其受压径向膨胀并挤压孔壁，从而形成密封止浆状态，同时弹性钢封条8受力弹起卡在注浆口孔壁实现固定，胶筒7膨胀后其下铁芯脱离使膨胀材料仓壳9开启，真空膨胀材料10遇水膨胀，实现孔壁裂隙的二次封堵，当注浆中心管2内的浆液压力升高至设定压力值时，封口盖3被弹出注浆中心管2，使浆液顺利进入注浆段进行深孔注浆；

第六步，注浆完成后，将钻杆反向旋转退出，清洗钻杆，或继续进行二次分段式注浆。

现有的注浆工程需先施工并安装孔口管，孔口管固管到注浆工程开始需要等待至少两天的时间，注浆后孔口管无法拆卸，影响掘进进尺，且注浆效果验证需重新打孔并封堵。而采用本实用新型以上述步骤进行注浆，打孔后即可马上进行注浆工作，时效性快，可调性强，且在一次注浆后，还可继续进行多次分段式注浆，节省了工程成本及时间消耗。

所述顶帽4与注浆中心管2外壁之间设有密封圈，防止液体受压从注浆中心管2外壁与丁卯4之间溢出，加强封堵效果。

所述注浆中心管2后端内腔设有与封口盖3配合的球面卡座，使得封口盖3的安装更加稳固，且能在承受设定压力时顺利弹出，保证注浆的顺利进行。

本实用新型可应用于煤矿井下超前预注浆、顶板含水层改造、导水断层注浆封堵、导水陷落柱注浆封堵等矿井水害常见工程当中，注浆速度快、扩散半径大，并可实现单孔分段连续注浆的目的，特别是在动水条件下注浆效果更加明显。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围。