一种强富水松软围岩内引流慢渗注浆加固装置及其方法与流程

本发明涉注浆加固技术领域，具体是一种强富水松软围岩内引流慢渗注浆加固装置及其方法。

背景技术：

在对地下深部煤矿进行采煤时，由于水文地质环境的复杂，常常导致水害问题的发生，究其原因，是顶部的含水层沟通至围岩浅层区域，进而使得含水层中的水会沿着破坏的缝隙入侵到采空区甚至是巷道，目前常常采用煤柱进行直接支护，其效果一般，并且由于无法从根源解决此类问题，依旧存在隐患；或者对含水区进行引流注浆，然而其不适用于强富水松软围岩内的引流，如果直接的引流注浆，容易导致浅层围岩坍塌。

因此，有必要提供一种强富水松软围岩内引流慢渗注浆加固装置及其方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

技术实现要素：

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种强富水松软围岩内引流慢渗注浆加固装置，其包括移动注浆车、顶板加固组件以及引流注浆组件，其中，所述移动注浆车可移动的放置于巷道中且位于顶板的下方，以便对强富水松软围岩区域进行注浆加固，

所述移动注浆车的上方采用顶撑组件顶撑所述顶板加固组件，从而支护所述强富水松软围岩区域对应的顶板；

所述顶板加固组件中嵌入有多组伸入至浅层围岩中的中空锚杆，用于对浅层围岩进行注浆加固；

所述顶板加固组件的中部还嵌入有伸入至富水含水区的引流注浆组件，用于对含水区进行引流和注浆。

进一步，作为优选，所述顶板加固组件包括顶撑槽和钢筋网，其中，所述顶撑槽的中部为具有形变以及能够恢复形变能力的材质；

所述顶撑槽与顶板之间构成密闭的注浆支护区，所述注浆支护区中放置有钢筋网；

对顶板进行加固支护时，通过所述移动注浆车对注浆支护区中注入浆液的同时，利用顶撑组件向上顶撑所述顶撑槽，从而使其中部向上发生形变。

进一步，作为优选，所述顶撑组件包括底撑座、支撑臂、顶撑座以及加固仓，其中，所述加固仓的上下两端均分别固定有支撑臂，其中，位于上方的支撑臂采用顶撑座顶撑所述顶撑槽，且位于下方的支撑臂采用底撑座底撑在所述移动注浆车上。

进一步，作为优选，位于上方的支撑臂与对应的顶撑座之间以及位于下方的支撑臂与对应的顶撑座之间均设置有液压伸缩杆，且通过所述液压伸缩杆的伸缩能够调节顶撑座与顶撑槽之间的支护力。

进一步，作为优选，所述引流注浆组件包括注浆管组件以及引流组件，其中所述引流组件包括引流管、汇集座、汇集管以及调节阀组件，其中，所述引流管固定穿过顶撑槽以及钢筋网伸入至富水含水区，从而将富水含水区中的水逐步引流至固定在引流管下方的汇集座中，所述汇集座中采用固定环座固定有汇集管，所述汇集管的一侧固定有与之垂直相连通的出液管，所述出液管通过调节阀组件将引流的水体输送至排水管中，进行排水。

进一步，作为优选，位于富水含水区下方的所述引流管上开设有多组引流孔；

位于浅层围岩中的引流管的内壁上贴附有挡流套，所述挡流套的内壁上固定有多组内径不同的挡流环板。

进一步，作为优选，所述注浆管组件包括注浆管一、注浆管二以及总注浆管，其中，所述总注浆管穿过汇集座以及挡流套伸入至引流管的中部，且所述总注浆管采用分流盘与一组注浆管一以及多组呈圆周排列的注浆管二相连通，其中，所述注浆管一向上伸出所述引流管，所述注浆管二远离移动注浆车的一端固定连通有与之垂直设置注浆头，所述注浆头嵌入在位于引流孔附近的引流管上；

所述总注浆管靠近移动注浆车的一端采用扶正筒扶正于汇集座的底部。

进一步，作为优选，所述分流盘为空腔结构，且其中部贯穿设置有多组与分流盘的空腔不互通的过孔。

进一步，作为优选，所述加固仓包括排水仓以及浆液仓，其中所述排水仓与排水管相连通，所述浆液仓由移动注浆车进行供液，且所述浆液仓能够为总浆管进行供液。

进一步，作为优选，所述顶撑槽中从中部向两侧依次嵌入有长度依次减小的多组中空锚杆，且，通过所述中空锚杆向浅层围岩内进行注浆加固后，将所述中空锚杆与顶撑槽相互锁紧。

一种强富水松软围岩内引流慢渗注浆加固方法，其包括如下步骤：

s1.加固顶板，对顶板进行加固支护时，通过所述移动注浆车对注浆支护区中注入浆液的同时，利用顶撑组件向上顶撑所述顶撑槽，从而使得在对浅层围岩进行注浆加固前先对顶板进行加固支护，防止浅层围岩中的浆液溢出或者岩层围岩脱落坍塌；

s2.加固浅层围岩，在顶撑槽中从中部向两侧依次嵌入有长度依次减小的多组中空锚杆，且，通过中空锚杆向浅层围岩内进行注浆加固后，将中空锚杆与顶撑槽相互锁紧；

s3.引流排水，利用引流管对富水含水区进行引流排水，其中，在对富水含水区进行引流的初级阶段有部分水体通过引流孔注入至富水含水区下方的区域中，实现该区域的预压裂，在对富水含水区进行引流的最后阶段，富水含水区下方的区域中的水体逐步被引流出，便于后续的注浆加固；

s4.注浆加固，通过浆液仓为总浆管进行供液，总注浆管能够采用分流盘分别为注浆管一以及注浆管二进行供液，其中，注浆管一向上伸出所述引流管，注浆管二远离移动注浆车的一端固定连通有与之垂直设置注浆头，注浆头嵌入在位于引流孔附近的引流管上，从而实现分区域注浆加固，注浆加固结束后，拆除汇集座、汇集管、调节阀组件和固定环座，并对引流管以及总注浆管进行封堵即可。

与现有技术相比，本发明提供了一种强富水松软围岩内引流慢渗注浆加固装置及其方法，具备以下有益效果：

1.本发明中，在对富水含水区进行引流注浆前，先对顶板进行加固支护以及对浅层围岩进行注浆加固，其中，对顶板进行加固支护时，通过移动注浆车对注浆支护区中注入浆液的同时，利用顶撑组件向上顶撑所述顶撑槽，从而使得在对浅层围岩进行注浆加固前先对顶板进行加固支护，防止浅层围岩中的浆液溢出或者岩层围岩脱落坍塌。

2.本发明中，在顶撑槽中从中部向两侧依次嵌入有长度依次减小的多组中空锚杆，且，通过中空锚杆向浅层围岩内进行注浆加固后，将所述中空锚杆与顶撑槽相互锁紧，提高了支护强度。

3.本发明中，在位于富水含水区下方的引流管上开设有多组引流孔，从而使得富水含水区下方的区域中的少量水体也被引流出，在对富水含水区进行引流的初级阶段有部分水体通过引流孔注入至富水含水区下方的区域中，实现预压裂，而在对富水含水区进行引流的最后阶段，富水含水区下方的区域中的水体逐步被引流出，便于后续对该区域的注浆加固。

附图说明

图1为一种强富水松软围岩内引流慢渗注浆加固装置的平面结构示意图；

图2为图1的a处放大结构示意图；

图3为图2的b处放大结构示意图；

图中：1、移动灌浆车；2、底撑座；3、支撑臂；4、液压伸缩杆；5、顶撑座；6、顶撑槽；7、钢筋网；8、注浆管组件；9、引流组件；10、中空锚杆；11、排水仓；12、浆液仓；13、注浆支护区；14、排水管；15、顶板；16、扶正筒；

81、注浆管一；82、注浆管二；83、注浆头；84、总注浆管；85、分流盘；

91、引流管；92、引流孔；93、汇集座；94、汇集管；95、调节阀组件；96、出液管；97、挡流套；98、挡流环板；99、固定环座；

951、调节阀座；952、丝母座；953、固定底座；954、正反转电机；955、导向杆；956、控流圆台。

具体实施方式

请参阅图1～3，本发明实施例中，一种强富水松软围岩内引流慢渗注浆加固装置，其包括移动注浆车1、顶板加固组件以及引流注浆组件，其中，所述移动注浆车1可移动的放置于巷道中且位于顶板15的下方，以便对强富水松软围岩区域进行注浆加固，具有较高的灵活性；

所述移动注浆车1的上方采用顶撑组件顶撑所述顶板加固组件，从而支护所述强富水松软围岩区域对应的顶板15；

所述顶板加固组件中嵌入有多组伸入至浅层围岩中的中空锚杆10，用于对浅层围岩进行注浆加固；

所述顶板加固组件的中部还嵌入有伸入至富水含水区的引流注浆组件，用于对含水区进行引流和注浆。

本实施例中，如图1，所述顶板加固组件包括顶撑槽6和钢筋网7，其中，所述顶撑槽6的中部为具有形变以及能够恢复形变能力的材质；

所述顶撑槽6与顶板15之间构成密闭的注浆支护区13，所述注浆支护区13中放置有钢筋网7；

对顶板15进行加固支护时，通过所述移动注浆车1对注浆支护区13中注入浆液的同时，利用顶撑组件向上顶撑所述顶撑槽6，从而使其中部向上发生形变，从而使得在对浅层围岩进行注浆加固前先对顶板15进行加固支护，防止浅层围岩中的浆液溢出或者岩层围岩脱落坍塌。

本实施例中，所述顶撑组件包括底撑座2、支撑臂3、顶撑座5以及加固仓，其中，所述加固仓的上下两端均分别固定有支撑臂3，其中，位于上方的支撑臂3采用顶撑座5顶撑所述顶撑槽6，且位于下方的支撑臂3采用底撑座2底撑在所述移动注浆车1上，从而实现对于顶撑槽6的顶撑。

作为较佳的实施例，位于上方的支撑臂3与对应的顶撑座5之间以及位于下方的支撑臂3与对应的顶撑座5之间均设置有液压伸缩杆4，且通过所述液压伸缩杆4的伸缩能够调节顶撑座5与顶撑槽6之间的支护力。

本实施例中，如图1-2，所述引流注浆组件包括注浆管组件8以及引流组件9，其中所述引流组件9包括引流管91、汇集座93、汇集管94以及调节阀组件95，其中，所述引流管91固定穿过顶撑槽6以及钢筋网7伸入至富水含水区，从而将富水含水区中的水逐步引流至固定在引流管91下方的汇集座93中，所述汇集座93中采用固定环座99固定有汇集管94，固定环座99还可作为汇集座93的封堵头，从而使得水体进入至汇集管94中，所述汇集管94的一侧固定有与之垂直相连通的出液管96，所述出液管96通过调节阀组件95将引流的水体输送至排水管14中，进行排水，具体的，如图3，所述调节阀组件95包括调节阀座951、丝母座952、固定底座953、导向杆955以及控流圆台956，其中。所述调节阀座951固定连通于引流管93的一侧，所述调节阀座951中固定有固定底座953，所述固定底座953与调节阀座951之间转动设置有丝杠，所述丝杠由固定在调节阀座951外部的正反转电机954进行驱动转动，所述丝杠上传动连接有丝母座952，较佳的，调节阀座951的内腔为矩形，所述丝母座952也为矩形，从而使得所述丝母座952可相对滑动且不可转动的设置在调节阀座951中，所述丝母座952远离正反转电机954的一端固定有两组导向杆955，所述导向杆955滑动穿过固定底座953与控流圆台956相连接，所述控流圆台956靠近出液管96的一端开设有封堵槽，封堵槽的内径与出液管96的外径相同，通过控流圆台956的左右移动，能够实现对于出液管96中的液体的控流效果。

作为较佳的实施例，位于富水含水区下方的所述引流管91上开设有多组引流孔92，从而使得富水含水区下方的区域中的少量水体也被引流出，需要注意的是，在对富水含水区进行引流的初级阶段有部分水体通过引流孔92注入至富水含水区下方的区域中，实现预压裂，便于后续的注浆，在对富水含水区进行引流的最后阶段，富水含水区下方的区域中的水体逐步被引流出；

位于浅层围岩中的引流管91的内壁上贴附有挡流套97，所述挡流套97的内壁上固定有多组内径不同的挡流环板98。

本实施例中，如图1-2，所述注浆管组件8包括注浆管一81、注浆管二82以及总注浆管84，其中，所述总注浆管84穿过汇集座93以及挡流套97伸入至引流管91的中部，且所述总注浆管84采用分流盘85与一组注浆管一81以及多组呈圆周排列的注浆管二82相连通，其中，所述注浆管一81向上伸出所述引流管91，所述注浆管二82远离移动注浆车1的一端固定连通有与之垂直设置注浆头83，所述注浆头83嵌入在位于引流孔92附近的引流管91上；

所述总注浆管84靠近移动注浆车1的一端采用扶正筒16扶正于汇集座93的底部。

本实施例中，所述分流盘85为空腔结构，且其中部贯穿设置有多组与分流盘85的空腔不互通的过孔。

本实施例中，如图1，所述加固仓包括排水仓11以及浆液仓12，其中所述排水仓11与排水管14相连通，用于接收来自排水管14中的水体，并且排水仓11还与巷道中的排水通道相连通，从而排出排水仓11中的水体，所述浆液仓12由移动注浆车1进行供液，且所述浆液仓12能够为总浆管84进行供液。

作为较佳的实施例，所述顶撑槽6中从中部向两侧依次嵌入有长度依次减小的多组中空锚杆10，且，通过所述中空锚杆10向浅层围岩内进行注浆加固后，将所述中空锚杆10与顶撑槽6相互锁紧。

一种强富水松软围岩内引流慢渗注浆加固方法，其包括如下步骤：

s1.加固顶板，对顶板15进行加固支护时，通过所述移动注浆车1对注浆支护区13中注入浆液的同时，利用顶撑组件向上顶撑所述顶撑槽6，从而使得在对浅层围岩进行注浆加固前先对顶板15进行加固支护，防止浅层围岩中的浆液溢出或者岩层围岩脱落坍塌；

s2.加固浅层围岩，在顶撑槽6中从中部向两侧依次嵌入有长度依次减小的多组中空锚杆10，且，通过中空锚杆10向浅层围岩内进行注浆加固后，将中空锚杆10与顶撑槽6相互锁紧；

s3.引流排水，利用引流管9对富水含水区进行引流排水，其中，在对富水含水区进行引流的初级阶段有部分水体通过引流孔92注入至富水含水区下方的区域中，实现该区域的预压裂，在对富水含水区进行引流的最后阶段，富水含水区下方的区域中的水体逐步被引流出，便于后续的注浆加固，提高了不同层级地质的整体性，使之更加稳固；

s4.注浆加固，通过浆液仓12为总浆管84进行供液，总注浆管84能够采用分流盘85分别为注浆管一81以及注浆管二82进行供液，其中，注浆管一81向上伸出所述引流管91，注浆管二82远离移动注浆车1的一端固定连通有与之垂直设置注浆头83，注浆头83嵌入在位于引流孔92附近的引流管91上，从而实现分区域注浆加固，注浆加固结束后，拆除汇集座93、汇集管94、调节阀组件95和固定环座99，并对引流管91以及总注浆管84进行封堵即可。

以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。