煤矿井下保水开采装置的制作方法

本实用新型涉及煤矿开采设备领域，具体涉及一种煤矿井下保水开采装置。

背景技术：

保水开采的目标是在防治采场突水的同时，对水资源进行有意识的保护，使煤炭开采对矿区水文环境的扰动量小于区域水文环境容量。现在常采用注浆堵截水源的方法，即用水泥、黏土或其他粘性材料注入含水层的孔洞中，形成地下挡水帷幕，以切断地下水的补给通道。

在注浆过程中，现有的注浆孔的密封性较差，注浆套管进入已经钻好地面孔隙时，易受阻，影响注浆工作，在注浆工作中，注浆孔易堵塞，影响注浆效率，加大工人工作难度，增加工作时间。由于注浆管管体上未安装防止浆液回流的装置，停止注浆拔下注浆枪头后，受注浆管两端的压力差作用，造成浆液回流。 由此增加了人工封孔难度，直接导致封孔效果不佳，注浆质量下降，严重浪费注浆材料。

因此，需要针对上述的缺陷进行改进，设计一种能适用于煤矿的井下保水开采的装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种煤矿井下保水开采装置，该装置配置有弹性绳和圆球，风管路及膨胀剂管路，防止注浆回流，保证了在注浆过程中整个管路的通畅；提高了注浆质量，有助于煤矿的保水开采。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样来实现的：

煤矿井下保水开采装置，包括注浆泵及和注浆泵相连接的注浆管，注浆管上有第一控制阀，注浆管的末端有出浆口；出浆口的下方有与出浆口直径相匹配的圆球；弹性绳分别与圆球和出浆口处的注浆管相连接，圆球将出浆口封堵住；该装置还包括风管，风管包括横向风管和竖向风管；

横向风管上有第二控制阀，横向风管的一端连接有风机；

竖向风管的上部呈圆环体形，竖向风管的内壁与注浆管的外壁相贴合，竖向风管的上端与横向风管相连接；竖向风管的下部直径逐渐减小至竖向风管的内壁与竖向风管的外壁相交；

竖向风管的外壁上有多个出风口；

竖向风管外有膨胀剂管，膨胀剂管包括横向膨胀剂管和竖向膨胀剂管，横向膨胀剂管上有第三控制阀，横向膨胀剂管与膨胀剂泵相连接；

横向膨胀剂管的另一端与竖向膨胀剂管相连接；竖向膨胀剂管的外壁上有多个出料侧孔，竖向膨胀剂管的底部有出料孔；竖向膨胀剂管为空腔体结构，竖向膨胀剂管的上顶部有圆环片，该圆环片与竖向风管的上顶部相贴合；竖向膨胀剂管的底部为圆锥体形。

本实用新型的进一步改进还有，竖向风管的外壁上同一高度处对应设置有一对出风口，出风口的外部有呈圆弧形的挡片，挡片为内扣结构，使风向下吹动。

本实用新型的进一步改进还有，相邻出风口之间的间距相等，保证了膨胀剂注入时的均匀性。

本实用新型的进一步改进还有，出风口为圆形、矩形、菱形、椭圆形中的任一种。

本实用新型的进一步改进还有，竖向膨胀剂管的同一高度位置处有一对出料侧孔，出料侧孔位于出风口下方，出料侧孔与出风口间隔排布。

本实用新型的进一步改进还有，出料孔与出风口的纵切面位于同一平面上，保证出料口处的膨胀剂可以快速进入周边土壤，同时便于解决侧边孔的堵塞。

本实用新型的进一步改进还有，圆球的直径与出浆口的直径相同，保证了圆球和出浆口的紧密连接，可以有效防止回流。

本实用新型的进一步改进还有，注浆管位于竖向风管的最底部与竖向膨胀剂管的最底部之间的位置处。

本实用新型的有益效果为：

(1) 煤矿井下保水开采装置再注浆口上连接有弹性绳和圆球，有效防止注浆回流；

(2)在注浆管外侧增加风管，保证了在注浆过程中整个管路的通畅；

(3) 连接有单独的带有侧孔的膨胀剂管路，提高了注浆质量，保证了密封效果；以上的设计和改进，有利于煤矿的保水开采顺利进行。

附图说明

图1 为本实用新型煤矿井下保水开采装置结构示意图；

图2为煤矿井下保水开采装置的管体部分结构放大示意图。

图中：1、注浆泵，2、风机，3、膨胀剂泵，4、第一控制阀， 5、第二控制阀，6、第三控制阀，7、注浆管，8、风管，9、膨胀剂管，10、出风口， 11、出料侧孔，12、弹性绳，13、圆球，14出浆口，15、出料口， 16、横向风管，17、竖向风管；18、横向膨胀剂管，19、竖向膨胀剂管，20、挡片。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步描述，但并不因此限制本实用新型。

一种煤矿井下保水开采装置，包括注浆泵1及和注浆泵1相连接的注浆管7，注浆管7有第一控制阀4，注浆管7的末端有出浆口14；出浆口14处的注浆管7的侧壁上各有一根有弹性绳12，这两根弹性绳12的另一端分别与圆球13相连接，两根弹性绳12与注浆管7的侧壁相连接处的位置在同一个水平面上，且两根弹性绳12与注浆管7的侧壁相连接处之间的距离与出浆口（14）的直径相同；圆球13与出浆口14相接触；该装置还包括风管8，风管8包括横向风管16和竖向风管17；横向风管16上有第二控制阀5，横向风管16的一端连接有风机2；

竖向风管17的上部呈圆环体形，竖向风管17的内壁与注浆管7的外壁相贴合，竖向风管17的上端与横向风管16相连接；竖向风管17的下部直径逐渐减小至竖向风管17的内壁与竖向风管17的外壁相交；竖向风管17的外壁上有多个出风口10；竖向风管17外有膨胀剂管9，膨胀剂管9包括横向膨胀剂管18和竖向膨胀剂管19，横向膨胀剂管18上有第三控制阀6，横向膨胀剂管18与膨胀剂泵3相连接；横向膨胀剂管18的另一端与竖向膨胀剂管19相连接；竖向膨胀剂管19的外壁上有多个出料侧孔11，竖向膨胀剂管19的底部有出料孔15；竖向膨胀剂管19呈空腔体形，竖向膨胀剂管19的上顶部有圆环片，该圆环片的内壁与竖向风管17的外壁相贴合；竖向膨胀剂管19的底部为圆锥体形。

竖向风管17的外壁上同一高度处对应设置有一对出风口10，出风口10的外部有呈圆弧形的挡片20，挡片20为内扣结构。相邻出风口10之间的间距相等。出风口10为圆形、矩形、菱形、椭圆形中的任一种。竖向膨胀剂管19的同一高度位置处有一对出料侧孔11，出料侧孔11位于出风口10下方，出料侧孔11与出风口10间隔排布。出料孔15与出风口10的纵切面位于同一平面上。圆球13的直径与出浆口14的直径相同。注浆管7位于竖向风管17的最底部与竖向膨胀剂管19的最底部之间的位置处。

将注浆管7、风管8、膨胀剂管9放入进入水层孔隙中，首先开启风机2，清理干净膨胀剂管9内部进入的泥土，保持整个管路通畅。开启注浆泵1，向空隙中注入水泥等粘性材料，圆球13在注浆压力下呈打开状态，注浆结束后，在弹性绳12作用下，将出浆口14堵住，放置注浆回流。然后开启膨胀剂泵3，调节第二控制阀5，控制风量，膨胀剂填充设备拔出时在地面留下的洞，同时膨胀剂通过膨胀剂管9的出料侧孔11可以快速填充洞周围土壤，增强土壤强度，防止回流。