采空区注浆用注浆监测装置和采空区注浆方法与流程

本发明属于注浆设备，具体涉及一种采空区注浆用注浆监测装置和采空区注浆方法。

背景技术：

1、由于地下矿石被开采后，形成采空区，围岩失稳发生位移、开裂甚至塌落，导致上覆岩层下沉和弯曲，引起地表沉降，且这种变形在较长时间内是不断发展的，如果不对采空区进行处理，修建的建筑物、水利和交通等工程都将产生变形甚至破坏。随着经济社会的不断发展，采空区灾害问题对工程建设的影响更加突出，如何有效控制地表沉降成为重要的课题之一。目前，采用对采空区进行水泥粉煤灰浆液填充是治理采空区灾害的有效方法之一。

2、但是，在注浆过程中偶尔会出现堵塞注浆管的情况，影响施工进度，且通常没有效果监测装置，无法有效监测注浆后的效果。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种采空区注浆用注浆监测装置和采空区注浆方法，旨在解决现有技术中使用注浆管注浆时，偶尔出现堵塞注浆管和无法有效监测注浆后的效果的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

3、第一方面，本发明提供一种采空区注浆用注浆监测装置，包括：

4、注浆外管，包括管体和底座，所述管体顶端封闭设置，侧壁上开设有多个出浆孔，顶端侧面开设有注浆口，所述底座上设有第一连接组件，所述连接组件与所述外管的底端卡接，且所述连接组件具有沿所述底座的径向方向相对所述底座滑动的自由度；

5、检测组件，包括检测标杆、检测基板和监测报警组件，所述检测标杆设在所述管体内，一端与所述底座连接，另一端凸出注浆孔；所述检测基板盖设在注浆孔上；所述监测报警组件，设在所述检测基板上，并与所述检测标杆连接，用来监测所述检测标杆相对所述检测基板在竖直方向上的沉降距离，并在达到预设值后发出警报；

6、止浆塞，套设在所述管体的外侧；

7、气囊组件，包括第一气囊和第二连接组件，所述第一气囊设在所述注浆外管的内部，顶端设有第一接头，且所述第一接头凸出于所述管体的顶端，底端开设有避让孔，所述检测标杆穿设在所述避让孔内，所述第一气囊的底端与所述第二连接组件连接，所述第二连接组件与底座连接，所述第一接头适于与气泵连通；

8、单向阀，与所述第一接头连接；

9、排气阀，与第一气囊连接并连通，且凸出所述管体；

10、压力传感器，与所述第一气囊连接，并凸出所述管体；

11、其中，所述第二连接组件适于在所述第一气囊充满所述管体后，驱动所述第一连接组件向外滑动，断开所述管体和所述底座的连接，并在排出所述第一气囊内的气体后，断开所述第二连接组件与所述底座的连接；所述检测基板适于在抽出所述管体和所述气囊组件后，盖设在注浆孔上。

12、结合第一方面，在本发明提供的采空区注浆用注浆监测装置的一种可能的实现方式中，所述气囊上设有多个凸起，多个所述凸起与多个所述出浆孔一一对应，适于在所述气囊膨胀充满所述注浆外管后堵塞所述出浆孔。

13、结合第一方面，在本发明提供的采空区注浆用注浆监测装置的一种可能的实现方式中，所述第二连接组件包括第二气囊和第二接头，所述底座内开设有容纳腔，顶部开设有与所述容纳腔连通的通孔，所述第二接头设在所述通孔内，一端与所述第一气囊连接并连通，另一端与所述第二气囊连接并连通。

14、结合第一方面，在本发明提供的采空区注浆用注浆监测装置的一种可能的实现方式中，所述第二连接组件还包括多个卡板，多个所述卡板围绕所述第二接头设置，且设在所述容纳腔内，一端与所述第二接头的底端转动连接；第二气囊充气膨胀的过程中，逐渐将卡板顶起，使其向外翻转，直至与容纳强顶部抵接，此时多个卡板展开，使第二接头底部卡在容纳腔内，避免第二气囊被从容纳腔内拔出，使第二气囊和第二接头与座体卡接的更加牢固。

15、结合第一方面，在本发明提供的采空区注浆用注浆监测装置的一种可能的实现方式中，所述第一连接组件包括多个t形块和多个滑块，所述底座周向开设有多个滑槽，多个所述滑槽均与所述容纳腔连通，多个所述滑块分别与多个所述滑槽滑动配合，多个所述滑块的一端分别与所述t形块连接另一端置于所述容纳腔内，且具有沿所述滑槽滑动的自由度；所述管体底部外侧沿周开设有多个t形槽，多个所述t形块一端分别与多个所述滑块连接，另一端分别卡设在多个所述t形槽内。

16、结合第一方面，在本发明提供的采空区注浆用注浆监测装置的一种可能的实现方式中，所述滑块呈t形结构，所述滑块的小径部设在所述滑槽内，与所述滑槽滑动配合，所述滑块的大径部设在所述容纳腔内，并适于与第二气囊抵接。

17、结合第一方面，在本发明提供的采空区注浆用注浆监测装置的一种可能的实现方式中，所述第一连接组件还包括多个弹簧，多个所述弹簧分别套设在多个所述滑块的小径部上，一端与所述容纳腔内壁连接，另一端与所述滑块的大径部连接。

18、结合第一方面，在本发明提供的采空区注浆用注浆监测装置的一种可能的实现方式中，所述监测报警组件包括两个导电滑块、连接绳和报警元件，两个所述导电滑块分别设在所述检测标杆两侧，与所述检测基板滑动连接，所述连接绳两端分别与两个所述导电滑块连接，并与所述检测标杆连接，所述报警元件分别与两个所述导电滑块电性连接，用来在两个所述导电滑块接触时，发出警报。

19、第二方面，本发明还提供一种采空区注浆方法，使用上述采空区注浆用注浆监测装置进行注浆，操作步骤如下所述：

20、a，使用钻具，在需要采空区上方钻取通向采空区的注浆孔；

21、b，将井巷注浆用注浆管插入注浆孔内，并将所述注浆口与注浆泵连通，将所述第一接口与气泵连通；

22、c，开启气泵，向所述第一气囊内充气，直至压力传感器检测到所述第一气囊内的达到第一预设压力，关闭气泵，在此过程中，所述第一气囊膨胀，但所述第一气囊侧壁与所述管体内壁间隔预设距离，以保持适合的通流面积；第一预设压力和预设距离均由有限次试验后总结得出；

23、d，启动注浆泵，开始注浆；

24、e，注浆完成后，开启气泵，继续向所述第一气囊内充气，直至达到第二预设压力，断开所述第一接头与气泵的连接，在此过程中，所述第一气囊将所述管体充满，第二驱动组件驱动所述第一连接组件向外滑动，断开所述管体和所述底座的连接，使所述管体与所述底座分离，所述管体抽出，在抽出所述管体的过程中，所述第一气囊注浆代替所述管体，堵塞注浆孔；

25、f，待浆液凝固后，然后打开所述排气阀，排出所述第一气囊内的气体，断开所述第二连接组件与所述底座的连接；然后既可将所述气囊组件抽出，将所述底座和与所述底座连接的所述检测标杆留在注浆孔内，并继续向注浆孔内注浆，以弥补抽出所述管体和所述气囊组件造成的浆液的缺失；

26、g，待注浆孔内的浆液凝固后，将检测基板盖设在注浆孔上，并将监测报警组件安装好，用以监测注浆后的采空区的沉降距离，并在超过预设距离后，发出警报。

27、结合第二方面，在本发明提供的采空区注浆方法的一种可能的实现方式中，所述步骤d中还包括：

28、d1，在注浆过程中，如果出现所述第一气囊内部压力不断增大，且保持一定时间后，则说明此时管体被堵塞，且单依靠所述第一气囊的收缩无法被疏通，此时，需要打开所述排气阀，将所述第一气囊内的气体放出，进一步增大通流面积，已解决堵塞问题，之后，关闭所述排气阀，重新向所述第一气囊内充入气体，直至所述第一气囊内达到第一预设压力。

29、本发明提供的采空区注浆用注浆监测装置的有益效果是：与现有技术相比，本发明提供的采空区注浆用注浆监测装置，在管体内设置第一气囊，在注浆前先向第一气囊内充入一定量的气体，然后将注浆泵与注浆口连通开始注浆，一方面，第一气囊的存在使管体的通流面积可以随管体内压力的大小而变化，当注浆管内某一段发生堵塞时，管体内压力增大，挤压第一气囊，使第一气囊收缩，进而使管体的通流面积增大，管体被疏通，进而有效缓解注浆管容易堵塞的问题；此外，在注浆完成后继续向第一气囊内充气，使其膨胀，将管体充满，将管体内的浆液挤出，以便于将管体拔出，同时，断开所述管体和所述底座的连接、所述第二连接组件与所述底座的连接，再将管体和气囊组件整体拔出，将底座和检测标杆留在注浆孔内，与采空区内的填充体凝固为一体，并在注浆孔上盖设检测基板，并在检测基板上设置与检测标杆和检测基板的监测报警组件，以监测检测标杆和检测基板的相对运动的距离，进而监测采空区内的填充体的沉降距离，以实时监测注浆后的效果。

30、本发明提供的采空区注浆用注浆方法的有益效果是：与现有技术相比，本发明提供的采空区注浆方法，使用上述的采空区注浆用注浆监测装置，可以有效降低管体被堵塞的情况，同时，可以通过监测报警组件监测采空区内的填充体的沉降距离，以实时监测注浆后的效果。