箱型注浆装置的制作方法

本实用新型涉及矿井水减排领域，特别是涉及一种箱型注浆装置。

背景技术：

目前矿井水减排方面的主要注浆方法包括井壁注浆法、煤层顶板充填注浆法、帷幕注浆法等。

现有技术的缺点和不足：如图1所示，现有技术认为矿井水来源于煤层顶板裂隙带以上的含水层，只考虑到垂向动态补给量忽略了静态储水量即冒裂二元结构体自身释水和侧向动态补给水量。冒裂二元结构体是指采煤过程中，煤层顶板岩层周期性破断冒落及破裂形成的冒落带(空隙层)和裂隙带(裂隙层)共同组成。其下部冒落带由垮落岩块堆积而成，含水空间即包括岩块间的空隙，又有岩块中的破断裂隙和原生空隙，称空隙层；上部裂隙带由新生裂隙和原生空隙构成含水空间，称裂隙层。

在实际工程中，导水裂隙带高度计算精度还不够，按照顶板充填注浆法如果注浆层选择在导水裂隙带可波及到的范围内，不仅无法堵水，还可能造成更大的安全问题；注浆范围大，存在投入高，效果差等问题。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本实用新型实施例的目的是提供一种箱型注浆装置，以解决现有技术中忽略了静态储水量存在的无法堵水，注浆范围大，投入高，效果差的技术问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种箱型注浆装置，包括：箱体、注浆带和注浆主管，所述箱体设置于采空区，所述注浆主管布置于所述箱体的周围，且竖向设置，所述注浆带与所述注浆主管连接。

其中，在未开采工作面上注浆时，所述注浆带分别位于降落漏斗边缘以及位于已开采和未开采的两个平行工作面之间。

其中，所述注浆带为设置于所述注浆主管上的注浆孔。

其中，所述注浆主管为竖直设置的多个，且在所述箱体的每个侧面至少设置一个注浆主管。

其中，在采掘过程中，所述注浆带位于采掘形成的裂隙带。

其中，所述注浆带为沿箱体竖向设置的多个。

其中，所述注浆带包括注浆支管和延伸管，所述注浆支管围绕于所述箱体的四周，所述延伸管与所述注浆支管连接，所述延伸管为多根，且由所述注浆支管逐渐向外延伸。

其中，所述注浆主管为多个，且沿所述箱体的竖边设置，与相邻所述的注浆支管连接。

其中，所述箱体的形状为长方体。

(三)有益效果

本实用新型实施例提供的一种箱型注浆装置，通过箱体模型来规定注浆主管的位置，保证注浆位置的准确，并利用注浆主管深入至待注浆区域，注浆体依次通过注浆主管和注浆带进行注浆。本实用新型实施例通过帷幕注浆的方法阻断地下水向采空区不断补给的通道，将水体隔断，注浆前地下水会源源不断补给矿井水，注浆后地下水向采空区补给的通道被阻断，从而达到矿井水减排的效果。

附图说明

图1为现有技术中的煤层顶板充填注浆效果图；

图2为本实用新型实施例1的箱型注浆装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例1的箱型注浆装置的俯视图；

图4为本实用新型实施例2的箱型注浆装置的结构示意图；

图5为本实用新型实施例1的注浆示意图；

图6为本实用新型实施例2的注浆示意图；

图7为本实用新型实施例1和实施例2的注浆效果图。

附图标记：

1：箱体；2：注浆主管；3：注浆支管；4：延伸管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图2至图7所示，本实用新型实施例公开了一种箱型注浆装置，包括：箱体1、注浆带和注浆主管2，箱体1设置于采空区，注浆主管2布置于箱体1的周围，且竖向设置，注浆带与注浆主管2连接。

由于采空区(二元结构体)边界呈六面体闭合形态。底部边界为煤层底板，通常为隔水边界；厚基岩型顶部边界常为隔水边界；因此，将采空区概化为四面进水的箱型模型，同时也是本实用新型实施例箱体的形状。

随着工作面推进，煤炭采出，矿井地下水含水系统形成、延展，赋存其中的地下水不断释放、渗出其边界外，二元结构体所及含水层地下水，在新的地下水动力场作用下渗(涌)入采空区，转化为矿井水排出地表。通常情况下矿井水由两部分构成，第一部分是矿井地下水含水系统的二元结构体自身释水，第二部分是矿井地下水含水系统边界外侧含水层侧向渗流。即二元结构释水的同时，矿井地下水含水系统外部的地下水通过近乎规则的边界过水断面渗入矿井。

基于以上理论，本实用新型提出了利用箱型注浆装置的箱型断面注浆法，目的是通过帷幕注浆的方法阻断地下水向采空区不断补给的通道，将水体隔断，以达到矿井水减排的效果，注浆前地下水会源源不断补给矿井水，注浆后地下水向采空区补给的通道被阻断，起到减排效果。

具体地，本实施例中的箱体与采空区结构类似，通过箱体模型来规定注浆主管的位置，以保证注浆位置的准确，并利用注浆主管深入至待注浆区域，注浆体依次通过注浆主管和注浆带进行注浆，注浆效果如图7所示。

本实施例中的箱体可具有实体结构，也可采用虚拟箱体结构，箱体的形状可以为长方体，其目的主要是为了保证各个注浆主管围绕成长方形，以保证注浆区域与采空区类似。

本实用新型实施例通过帷幕注浆的方法阻断地下水向采空区不断补给的通道，将水体隔断，注浆前地下水会源源不断补给矿井水，注浆后地下水向采空区补给的通道被阻断，从而达到矿井水减排的效果。

实施例1：

如图2和图3所示，本实施例在未开采工作面上注浆时，采用地面直井注浆方式。注浆带分别位于降落漏斗边缘以及位于已开采和未开采的两个平行工作面之间。

在本实施例中，在工作面开采前，需要先通过计算降落漏斗范围、影响半径的大小以确定注浆位置，在降落漏斗边缘以及已开采和未开采的两个平行工作面之间进行注浆。在已知工作面推进距离的前提下，预先在周围进行注浆，对地下水进行拦截是减排效果最好的注浆方法。如图5为本实施例的注浆示意图，图中：h2,1是注浆封堵前水位，单位为米；h1，1是注浆封堵后水位，单位为米；l0,1是第1层含水层承压转无压处距水位(压)降身为零处的距离，单位为米；l0,2是第2层含水层承压转无压处距水位(压)降身为零处的距离，单位为米；l为边界过水断面距水位(压)降深为零处的距离，单位为米；m1表示第1层含水层厚度，单位为米；m2表示第2层含水层厚度，单位为米；b为垂直工作面推进方向，过水断面宽度即工作面宽度b。

其中，注浆带为设置于注浆主管2上的注浆孔(图中未示出)。本实施例可在注浆主管2与待注浆区域的相同深度位置开设注浆孔，通过注浆孔向周围进行注浆，注浆后的效果图如图7所示。

其中，注浆主管2为竖直设置的多个，且在箱体1的每个侧面至少设置一个注浆主管2。若箱体1的长边较长，可考虑在长边对应的侧面加设注浆主管2，如图2和3所示，在前、后对侧面分别布置两根注浆主管2，而左、右对侧面分别布置一根注浆主管2，以保证注浆效果。

实施例2：

本实施例与实施例1基本相同，为了描述的简要，在本实施例的描述过程中，不再描述与实施例1相同的技术特征，仅说明本实施例与实施例1不同之处：

如图4所示，本实施例在采掘过程中，采用定向羽状井进行注浆。注浆带位于采掘形成的裂隙带。

当注浆的目的层可注性较差、导水裂隙带尚未波及或波及的含水层范围较小时，可以考虑在采掘形成的裂隙带中注浆，如图6所示，起到帷幕阻断的效果，以防止后续采掘过程中形成的大涌水量。

其中，注浆带为沿箱体1竖向设置的多个，如图4所示，本实施例设置上、下两层注浆带，且注浆主管2可分成两个注浆支路，并分别进入上、下两层注浆带，进行注浆。

其中，注浆带包括注浆支管3和延伸管4，注浆支管3围绕于箱体1的四周，延伸管4与注浆支管3连接，延伸管4为多根，且由注浆支管3逐渐向外延伸。本实施例中通过延伸管4对沿注浆支管3的不同位置的周围部分进行注浆，若干个延伸管4沿不同方向延伸，形成类似羽毛状结构，注浆体从注浆支管3通过延伸管4不断向四周发散注浆，注浆效果好，注浆后的效果图如图7所示。

其中，注浆主管2为多个，且沿箱体1的竖边设置，与相邻的注浆支管3连接。如图4所示，设置两个注浆主管2，且两个注浆主管2对角设置，分别与其相邻的注浆支管3连接。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。