用于树脂注射的设备、采矿机器和方法与流程

本发明涉及一种用于将灌浆树脂注射到钻出的孔内以加固岩石的设备。更具体地是，该解决方案涉及散装类流体树脂材料的馈送。本发明还涉及一种设置有用于注射灌浆材料的设备的采矿机器，以及一种通过将灌浆材料注射到多个钻出的孔内来加固岩石表面的方法。本发明的领域在独立权利要求的前序部分中更具体地限定。

背景技术：

1、在矿山、建筑工地和其它工作区域中，存在对加固岩石表面并且从而确保它们的安全性和对预期目的的适用性的需要。岩石加固的常用方法是将树脂材料注射到钻出的孔内。存在用于引入树脂材料的几种不同的系统。然而，目前的注射装置显示出包含一些缺点。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种用于将树脂材料馈送到钻出的孔中的新颖且改进的设备。本发明进一步涉及一种新颖且改进的采矿机器以及一种在加固岩石表面时馈送树脂材料的方法。

2、根据本发明的设备的特征在于第一独立设备权利要求的特征部分特征。

3、根据本发明的采矿机器的特征在于第二独立设备权利要求的特征部分特征。

4、根据本发明的方法的特征在于独立方法权利要求的特征部分特征和步骤。

5、所公开的解决方案的思想是，在将岩石锚杆插入到钻出的孔内之前，将流体形式的散装类树脂注射到钻出的孔内。灌浆树脂通过包括能够插入钻出的孔内并且包括混合装置的注射器头的设备被注射。该设备进一步包括流体入口布置结构，该流体入口布置结构连接到注射器头，以用于将树脂基组分a和树脂催化剂b馈送到注射头。混合装置被构造成将馈送的树脂基组分a和催化剂b混合在一起。在注射过程的持续时间内，注射器头和混合装置在钻出的孔内一起馈送。通过柔性馈送软管进行馈送，该柔性馈送软管还被构造用以提供对流体入口系统的馈送管线的覆盖。注射器头包括用于控制灌浆材料的馈送的阀组件。阀组件位于馈送软管内，由此馈送软管用作还用于阀组件的管状盖元件。换句话说，馈送软管的远端设置有内部阀组件或单元。

6、此外，在所公开的解决方案中，馈送软管在树脂馈送措施的持续时间内被馈送到钻出的孔内，并且当树脂馈送完成时被从钻出的孔移除。因此，馈送软管只是暂时在钻出的孔内，而没有留在其中。馈送软管和注射器头将被多次使用，以用于多个钻出的孔。换句话说，设置有阀模块和混合器装置的注射器头以及馈送软管不是一次性使用的装置。此外，它们都是与岩石锚杆相关的单独的物理元件。

7、所公开的解决方案的优点是，内部阀组件不会增加钻出的孔内馈送的馈送系统的直径。另一个优点是，阀组件被覆盖馈送软管包围，这有利于馈送系统在钻孔内的轴向移动。所公开的解决方案对于钻孔易于坍塌并且难以收回馈送系统的情况尤其有利。

8、所公开的解决方案的另一个优点是，与已知的解决方案相比，结构也可以是简单、耐用并且便宜的。所公开的解决方案可以在不同的钻岩机和加固机器中实施。该系统也可以容易地改装到现有的采矿装置上。

9、根据实施例，馈送软管是柔性的，使得其弯曲，并且如果需要的化，则其横剖面在轴向运动期间暂时变形。然而，馈送软管在轴向方向上是相对较硬的，因此它可以在钻出的孔内被轴向推动和拉动。馈送软管的外表面具有低摩擦系数。而且，该特征便于馈送系统的馈送，并允许馈送系统也从已被损坏的钻出的孔中缩回。

10、根据实施例，柔性馈送软管由低摩擦聚合材料制成。于是，馈送软管适应钻出的孔的形式和尺寸的可能变化。例如，馈送软管可以由聚乙烯(pe)或聚乙烯中等密度(pem)制成。

11、根据实施例，设备的最大横截面尺寸对应于馈送软管的外径。换句话说，该设备的所有其它部件与馈送软管相比具有较小或相等的直径。

12、根据实施例，馈送软管的内径为30-50mm。阀组件或模块的外径根据馈送软管的内径来设定尺寸。

13、根据实施例，所公开的阀组件包括主体，该主体的外表面包括至少一个能够膨胀的紧固元件，该紧固元件被构造成压靠在馈送软管的内表面上。安装简单快捷。无需对馈送软管进行任何准备或处理。

14、根据实施例，上述能够膨胀的紧固元件包括至少一个弹性环形元件，该弹性环形元件被轴向压缩，使得该元件径向膨胀。安装简单且可靠。

15、根据实施例，能够膨胀的紧固元件包括多个接连的o形环。例如，o形环的数量可以是2-5个。o形环是便宜且耐用的部件。

16、根据实施例，能够膨胀的紧固元件包括至少一个锁定环，该锁定环包括锥形表面并且被构造成当被另一锥形表面轴向推动时径向移动和膨胀。可替代地是，可以有径向突出的锁定趾，以用于夹紧到馈送软管的内表面。

17、根据实施例，所公开的阀组件和混合装置是通过安装在它们之间的适配器元件而轴向接连连接的单独元件。换句话说，注射器头包括两个功能模块和它们之间的连接适配器元件，以便于不同类型的混合装置的容易移除和更换。这样，响应于所使用的树脂材料以及温度和环境的变化而容易地改变混合装置是可能的。

18、根据实施例，混合装置从馈送软管的远端轴向突出。于是，混合装置易于连接和移除，这有利于混合装置或模块的更换。

19、根据实施例，适配器元件位于馈送软管内。于是，适配器和混合装置之间的接头被馈送软管包围和覆盖。

20、根据实施例，适配器元件从馈送软管的远端轴向突出。换句话说，适配器的至少一部分处在馈送软管的上述端部之外，由此适配器的连接表面是能够清晰可见的并且是能够连接的。

21、根据实施例，适配器元件是安装到阀组件的单独部件。在适配器元件和阀模块之间可以有螺纹接头或快速联接装置。

22、根据实施例，适配器元件是阀模块的一体的不可分离的部分。换句话说，适配器直接形成到阀模块的前端部分。

23、根据实施例，适配器元件包括中央轴向突出部分，该中央轴向突出部分的远端设置有锥形密封表面并跟随有连接螺纹。

24、根据实施例，适配器元件的主体的外表面抵靠在馈送软管的内表面上密封。可以有布置在适配器元件的主体上的一个或多个密封元件。例如，密封元件可以是o形环或唇形密封件。

25、根据实施例，混合装置可以设置有外套筒，该外套筒的外径对应于馈送软管的外径。所述外套筒或护套可以由与馈送软管相同的材料制成。外套筒可以由聚合物材料制成。此外，外套筒可以是推在混合装置上的单独的管状部件，或者，可替代地是，外套筒或覆盖物可以通过覆盖和铸造方法在混合单元上做出。

26、根据实施例，所公开的阀组件包括多个控制阀，以用于选择性地关闭和打开至少树脂基组分馈送管线、树脂催化剂馈送管线和用于冲洗注射器头的至少一个溶剂介质馈送管线。

27、根据实施例，所述控制阀是弹簧加载的止回阀。这些阀尺寸小、简单、可靠且便宜。

28、根据实施例，所述控制阀是液压控制阀，例如先导阀。这些阀使得更加通用的流体馈送控制成为可能。

29、根据实施例，注射器头是灌浆树脂馈送工具，由此当树脂馈送完成时并且在单独的岩石锚杆被馈送到填充有灌浆树脂的钻出的孔中之前，该工具从钻出的孔中移除。

30、根据实施例，混合装置包括螺纹表面、螺线、迷宫或对应形式的表面，以用于使馈送的两种单独的树脂组分流体流混合并形成一种均匀的树脂团。与注射器头相连的混合装置或元件是静态混合器，具有多个不可移动的混合元件或表面，以用于在馈送的组分从注射器头喷出之前将它们混合在一起。混合装置的安装被设计成使得在需要时易于快速替换和清洁。

31、根据实施例，注射器头连接到三个馈送管线。

32、根据实施例，注射器头连接到三个以上的馈送管线。可以有两个用于不同的树脂基组分a1和a2的不同馈送管线、一个用于树脂催化剂b的馈送管线、以及一个用于溶剂或冲洗试剂的馈送管线。如果阀模块设置有压力控制的先导阀，则需要额外的控制管线来为阀模块提供控制压力。当所述基础树脂组分a1和a2与催化剂b混合时，它们可以具有不同的凝固时间。催化剂b是用于开始将树脂从液体转变成固体的化学反应的硬化剂。

33、根据实施例，该设备包括溶剂馈送系统，该溶剂馈送系统被构造用以馈送溶剂介质，以冲洗注射器头和混合装置。该系统的目的是在对钻出的孔进行注射之间存在中断时的情况下防止堵塞。

34、根据实施例，在混合装置中混合的树脂材料通过溶剂介质从注射器头中冲出。该系统可以通过将混合的材料推到混合头的外面、钻出的孔的外面或者就在实际的灌浆树脂材料被馈送之后推到钻出的孔的顶部来清洁。这样，系统被清洁，并且可以在处理多个孔之间等待。

35、根据实施例，该解决方案涉及一种移动采矿机器，其包括能够移动的载架、以可移动方式连接在载架上的至少一个吊臂、以及用于将灌浆树脂注射到钻出的孔中的设备。此外，在吊臂的远端有至少一个打锚杆单元，以用于在钻出的孔注射有灌浆树脂之后将岩石锚杆馈送到钻出的孔中。吊臂设置有馈送装置，以用于将注射设备的注射头移动到钻出的孔内。用于注射灌浆树脂的设备是根据本文献中公开的特征和实施例的设备。

36、根据实施例，在注射灌浆材料之后，钻出的孔可以装备有岩石锚杆、岩石锚、缆绳或对应的伸长金属加固元件。因此，存在可以安装在钻孔内的多种可替代的岩石加固件。

37、根据实施例，该解决方案涉及将灌浆树脂注射到多个钻出的孔中的方法。该方法包括将注射器头插入钻出的孔内。灌浆树脂通过注射器头的混合装置混合。树脂基组分a和树脂催化剂b通过包括多个馈送管线的流体入口布置结构被馈送到注射器头。通过混合装置将馈送的树脂基组分和树脂催化剂在钻出的孔内混合成树脂混合物。在注射完成之后，将注射器头从钻出的孔中移除。只有在此之后，金属岩石加固件才被安装在钻出的孔内。该方法进一步包括通过围绕流体入口布置结构的馈送管线的柔性馈送软管将注射器头馈送到钻出的孔中。树脂材料向混合装置的馈送通过安装在馈送软管的远端部分内的阀组件来控制。因此，馈送软管至少为馈送管线和阀组件提供覆盖，从而促进它们在钻出的孔内的轴向运动。

38、以上公开的实施例和特征可以组合，以便形成具有上述特征当中的所需要的那些特征的合适的解决方案。