一种松软煤岩体分次封孔注浆仿真试验装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及煤矿支护领域，特别是一种松软煤岩体分次封孔注浆仿真试验装置。
【背景技术】
[0002]鉴于煤矿复杂的环境条件，实验室模拟试验一直是研宄采矿工程问题的最为有效地方法，它以相似理论、因次分析作为依据的一种研宄方法，结合相关科学理论以及实验室模拟实验，找到诸多解决煤矿问题的新思路。一直以来，由于松软煤岩体锚杆锚固力低、注浆封孔困难等问题，成为制约松软煤岩体巷道锚杆支护发展的难题。因此，研制一种松软煤岩体分次封孔注浆仿真试验装置，采用实验室仿真模拟现场松软煤岩体的特征，实现锚杆分次封孔注浆是解决松软煤岩体锚杆支护有效控制巷道围岩稳定的关键难题，故改进和创新势在必行。
【发明内容】
[0003]针对上述情况，为解决现有技术之缺陷，本实用新型之目的就是提供一种松软煤岩体分次封孔注浆仿真试验装置，多方案模拟松软煤岩体分次封孔注浆情况，得出最优方案，从而有效解决松软破碎煤岩体巷道锚杆支护难题。
[0004]本实用新型解决的技术方案是，包括筒帽、筒体、注浆管、变径接头、截止阀和注浆接头，帽筒与筒体连接，筒体之间通过螺母连接，注浆管通过筒帽圆孔插入装置内，注浆管后端依次连接变径接头、截止阀和注浆接头，注浆接头通过注浆软管与手动注浆泵连接。
[0005]本实用新型是一种松软煤岩体分次封孔注浆仿真试验装置，通过模拟该类巷道分次封孔注浆试验，方便观察试验结果，从而找到一种最优的解决该类巷道锚固力低、注浆封孔困难的方案，对于松软煤岩体巷道采用锚杆支护技术具有重要意义。
[0006]【附图说明】。
[0007]图1是本实用新型的结构立体图。
[0008]图2是本实用新型侧视半剖面图。
[0009]图3是本实用新型第一次注浆剖面图。
[0010]图4是本实用新型注水通孔结构剖面图。
[0011]图5是本实用新型第二次注浆结构剖面图。
[0012]【具体实施方式】。
[0013]以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细说明。
[0014]结合图1-5，本实用新型包括注浆筒、注浆管、变径接头、截止阀和注浆接头组成，所述的注浆筒是由筒体2和筒体3通过两侧的螺母5组合在一起，注浆筒两端的外螺纹与筒帽I和筒帽、7的内螺纹连接，注浆管8通过热熔器与变径接头9焊接在一起，变径接头9的外螺纹与截止阀10的内螺纹连接，随后注浆接头11的外螺纹与截止阀10的内螺纹连接。注浆接头一端有快速接头12，以便与注浆软管连接。
[0015]所述的注浆仿真实验装置，主要有两个完全相同的半圆状筒体组成，长1500_，夕卜径120mm，内径110mm，两端都设有外螺纹以便与筒帽1、7相连接。
[0016]所述的注浆管为饮用水管，例如一般的PVC管即可。
[0017]为保证装置的密封性能，在筒体2、3之间相接触的部位垫有长1460mm宽30mm的胶皮4，两侧各有3枚螺母固定，以防注入的浆液外漏。
[0018]所述的止浆塞13为橡胶制品，中间的开口与注浆管紧密接触，其一端塞入注浆管与实验材料的缝隙中，密封性能好，以防浆液溢出。
[0019]所述的变径接头9 一端通过热熔器与注浆管焊接在一起，另一端外螺纹与截止阀10连接。
[0020]所述的注浆接头11外螺纹与截止阀10连接，后端有快速接头12，方便与注浆泵软管连接。
[0021]本实用新型的工作原理是:本实用新型通过装入配置好的材料来模拟松软破碎的煤岩体，在实验室注浆泵的压力的作用下，采用不同浆液分次注浆形式，将实验室配置好的浆液注入钻孔中，第一次所注浆液15用于封孔，第二次实施带压注浆，浆液17主要用于提供锚固力。通过观察注浆效果，不断改进仿真模拟实验，为煤矿松软破碎煤岩体巷道的支护提出更好的优化方案。
[0022]本实用新型的工作情况是:在本装置中装入仿真试验模拟煤岩体的材料14，在装入材料的过程中，将注浆管放入装置内，依此来形成类似煤岩体钻孔的注浆孔，待该材料放置一定时间达到一定强度后即可进行实验。实验时将注浆管8插入钻孔中，套好止浆塞13，使其封闭钻孔缝隙并紧贴筒帽7，将截止阀10的内螺纹与变径接头9外螺纹连接，将注浆管11外螺纹与截止阀10内螺纹连接，将注浆泵软管与快速接头12连接，实施第一次注浆。注浆完成后，静置一定时间后，卸下注浆泵软管，向该装置内通入一定量的水16，注水量不宜太多，主要用于冲透注浆管，注入的水将第一次所注浆液15向钻孔外侧空隙挤压，增加浆液15的密实度，保证封孔效果，并且在注浆管端部形成一个充水的空间，待水干竭后以便二次注浆。待浆液15达到一定强度后，将快速接头12与注浆泵软管连接，打开截止阀10注入浆液17，观察注浆泵压力表示数，达到一定压力后停止注浆，关闭截止阀10，卸下注浆管11，完成整个注浆过程。将本装置静置在实验台上一定时间，待所注浆液达到凝固强度后，拧开筒帽1、7及筒体两侧的螺母5，剥开装置内的材料14，取出注浆管及锚固体。通过观察注浆效果，来验证并不断提出新的实验方案。
[0023]本实用新型结构简单，操作方便，能够在实验室内较好的模拟煤矿松软煤岩体的注浆试验，通过采用不同浆液、分次注浆方式，实现锚杆分次封孔注浆，最终找到一种解决松软煤岩体锚杆支护有效控制巷道围岩的最优方案。
【主权项】
1.一种松软煤岩体分次封孔注浆仿真试验装置，包括筒体、筒帽、注浆管及注浆构件，其特征在于，所述的筒体由两个完全相同的半球状筒体组成，两者的接触部分有橡胶垫密封，筒体两侧由螺母(5)固定，筒体两端均有螺纹，以便筒帽与筒体连接，组成一个承压空间，注浆管(8)直径与止浆塞(13)相匹配，后端的变径接头(9)通过热熔器将两者焊接在一起，变径接头(9)及注浆接头(11)另一端均有外螺纹，与截止阀(10)内螺纹连接，组成该装置的注浆系统。
2.根据权利要求1所述的松软煤岩体分次封孔注浆仿真试验装置，其特征在于，所述的筒体为无缝钢管，长1500mm，外径120mm，内径110mm，筒体两侧各有三枚均勾分布的螺母固定。
3.根据权利要求1所述的松软煤岩体分次封孔注浆仿真试验装置，其特征在于，所述的筒体之间有两片1460X 3mm的橡胶片(4)，密封性良好，防止注浆过程中浆液溢出。
4.根据权利要求1所述的松软煤岩体分次封孔注浆仿真试验装置，其特征在于，所述注浆管(8)为长1500mm，外径21mm，厚约3mm，外径与变径接头(9)相同，通过热熔器将两者焊接在一起。
5.根据权利要求1所述的松软煤岩体分次封孔注浆仿真试验装置，其特征在于，所述的筒体两端有外螺纹，以便与两筒帽螺纹连接，其中一端的筒帽中间有圆孔，便于插入注浆管(8)0
6.根据权利要求1所述的松软煤岩体分次封孔注浆仿真试验装置，其特征在于，所述的止浆塞(13)为锥形橡胶塞，有良好的弹性，中间圆孔的尺寸与注浆管相匹配，密封性好。
7.根据权利要求1所述的松软煤岩体分次封孔注浆仿真试验装置，其特征在于，所述的注浆接头(11)，一端有外螺纹以便与截止阀(10)连接，另一端有快速接头(12)，方便与注浆泵软管连接。
8.根据权利要求1所述的松软煤岩体分次封孔注浆仿真试验装置，其特征在于，所述的筒体为两个半圆状筒体组合在一起，构成方便拆卸结构，当所注浆液达到一定的凝固强度后，方便拆卸，便于观察锚固体的分布特征。
【专利摘要】本实用新型涉及一种松软煤岩体分次封孔注浆仿真试验装置，通过试验装置，实现首次注浆封孔、其次注水通孔、再次带压注浆后锚杆的锚固，可有效找到一种解决破碎煤岩体巷道锚杆支护锚固力低、支护困难的方案。本实用新型主要由筒体、注浆管等注浆构件组成，试验装置中装入注浆管及相似模拟材料，并依次安装好止浆塞、变径接头、截止阀和注浆管等注浆构件，将注浆泵软管与快速接头连接，进行分次注浆试验。带压注浆试验结束待浆液凝固后，打开装置筒体，可观察锚杆的锚固特征。该装置最大的优点是通过大范围封孔实现锚杆的带压注浆，是解决松软破碎煤岩体巷道锚杆支护的关键。
【IPC分类】E21B33-13
【公开号】CN204571918
【申请号】CN201520238174
【发明人】张辉, 程利兴, 顾树圣
【申请人】河南理工大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年4月20日