一种采空区快速注浆系统的注浆工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及采空区注浆领域，尤其是一种采空区快速注浆系统的注浆工艺。
【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。
【发明内容】
[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的注浆工艺。本发明在保证工程质量的前提下大大提高了注浆效率。
[0007]本发明采用如下技术方案:
[0008]一种采空区快速注浆系统的注浆工艺，所述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]所述洗孔装置连接有水池，初注装置和复注装置分别连通制浆装置，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的液面高度，所述注浆工艺基于采空区快速注浆系统采用如下步骤:
[0010](I)施工注浆钻孔；
[0011](2)制浆，根据浆液配比调节螺旋给料机和第一皮带输送机的变频调速器及第一供水管上流量控制阀配制出满足要求的纯水泥浆和纯粉煤灰浆，然后将纯水泥浆和纯粉煤灰浆经出浆管输送至搅拌池进行二级搅拌，最终制出满足配比的浆液；
[0012](3)洗孔，将止浆塞下放至采空区上部完整基岩或套管内，通过洗孔装置对该注浆管进行洗孔清洗岩粉封堵的空隙和裂隙，有利于浆液的扩散和浆液与岩石的胶结；
[0013](4)注浆，每一层所需治理采空区均需经初注和复注两个过程，其中
[0014]初注:将钢管与浆液面控制装置的探头一同下至预定位置，按浆液由稀到稠的顺序，利用初注装置将其注入采空区，按一定比例向浆液中添加骨料，当浆液面达到预定位置时，浆液面控制装置工作，控制电路导通，自动切断混凝土输送泵电源，初注工序完成，起拔钢管，进入复注工序；
[0015]复注:将止浆塞下至所需治理采空区上部顶板完整基岩段，利用复注装置将浆液注入采空区空隙，直至达到终孔标准后，停止注浆；
[0016](5)当所需治理范围内有两层及两层以上采空区时，采用“一次成孔、上行式分段注浆”，需重复步骤(3)和(4)，直至所有采空区处理完；当所需治理范围内仅有一层采空区需要治理时，采用“一次成孔、全孔注浆”，执行步骤(6);
[0017](6)封孔，待注浆完毕后用水固比1: 2的纯水泥浆封孔至地表。
[0018]优选地，所述步骤(I)中钻孔包括如下步骤:
[0019]①定点，采用RTK(实时动态载波相位差分技术)或采用经玮仪或全站仪按照钻孔设计坐标实地放样，误差不得超过1cm ;
[0020]②安装钻机，根据放样孔位，平整施工平台、安设钻机；
[0021]③成孔，钻孔开孔孔径不小于Φ 130mm，钻孔穿过松散层钻进至完整基岩5m后下套管，并用水泥砂浆固管护壁，孔口管固结后进行压水试验，其最大压力不低于3MPa，保证不窜浆，为缩短凝结时间和施工周期可在水泥砂浆中加入水泥比重3%?5%的速凝剂，之后再向下钻进孔径不小于OllOmm的钻孔至所需治理最深一层采空区底板以下2m终孔，钻孔过程中应每50m测斜一次，要求孔斜不大于1°，且钻进过程中应对“掉钻”、“进尺快”、“不返风”等异常情况做好记录。
[0022]优选地，所述步骤(2)中满足配比的浆液可分为三级，分别为第一级浆液(水泥:粉煤灰=4: 6、水固比=1.2: I)、第二级浆液(水泥:粉煤灰=4: 6、水固比=I: I)和第三级浆液(水泥:粉煤灰=4: 6、水固比=0.8: l)o
[0023]优选地，所述步骤(3)中洗孔的冲洗压力为注浆压力的80%，且不大于IMPa，冲洗时间为5?1min ；
[0024]当流量大于100L/min时，可停止冲洗并起拔洗孔装置；
[0025]对于遇水易软化岩层的钻孔或钻孔施工过程中“掉钻”的钻孔可不进行洗孔。
[0026]优选地，所述步骤(4)中按浆液由稀到稠的顺序:先注第一级浆液、再注第二级浆液、最后注第三级浆液。
[0027]优选地，所述步骤(4)中向浆液中添加骨料的方法为:骨料经第二装载机转运至第二下料斗中，后经第二皮带输送机均匀输送至混凝土输送泵的料斗中，骨料与浆液经混凝土输送泵自有搅拌装置搅拌均匀后，经混凝土输送泵泵送至采空区；在添加骨料的过程中，调节第二皮带输送机的变频调速器，控制骨料的添加比例。
[0028]优选地，所述步骤(4)中复注的终孔标准为达到注浆压力且单位注浆量小于一定值，并稳定一定时间以上；
[0029]所述一定值为70L/min ；
[0030]所述一定时间为15?30min。
[0031]采用如上技术方案取得的有益技术效果为:
[0032]1、本发明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；
[0033]2、本发明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；
[0034]3、本发明对多层采空区采用“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】
[0035]图1为采空区快速注浆系统示意图；
[0036]图2为变径结构示意图；
[0037]图3为连接件结构示意图；
[0038]图4为浆液面控制装置示意图；
[0039]图5为浆液面控制装置探头结构示意图；
[0040]图6为浆液面控制装置线缆盘电路示意图；
[0041]图7为浆液面控制装置电路示意图。
[0042]附图标记说明:11、水泥仓，12、螺旋给