[发明专利]一种地面钻孔至煤层破碎顶板注浆加固的方法及注浆装置

权利要求书

1.一种地面钻孔至煤层破碎顶板注浆加固的方法，其特征在于，所述注浆加固的方法包括如下步骤：

S1，根据工作面顶板以及地面情况，依次进行钻孔；

S2，选取注浆材料、确定注浆参数，安装注浆装置；

S3，依次进行注浆。

2.如权利要求1所述的一种地面钻孔至煤层破碎顶板注浆加固的方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括以下步骤：

S11，根据工作面顶板破碎情况，确定钻孔的密度和布置方式及钻孔直径大小；

S12，根据工作面煤层破碎顶板的海拔高度和产状以及地面钻孔处的海拔高度，确定每一个地面钻孔的深度；

S13，根据工作面推进方向，按照工作面推进的方向依次进行钻孔。

3.如权利要求1所述的一种地面钻孔至煤层破碎顶板注浆加固的方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括以下步骤：

S21，选取马丽散液态高分子树脂材料作为注浆材料，其中A料和B料按体积1∶1进行配比；

S22，取样测试煤层顶板的浆液扩散半径γ、裂隙率n和浆液在裂隙内的有效充填系数β；

S23，确定注浆压力和注浆浆液量；

注浆压力根据不同煤层顶板岩性有部分差异，注浆压力选取范围5MPa～8MPa，注浆浆液的用量Q根据浆液扩散半径γ和裂隙率n进行计算，

Q＝2πγHnβ

式中：Q-浆液注入量；

γ-浆液扩散半径；

H-注浆段长度；

n-裂隙率；

β-浆液在裂隙内的有效充填系数，β的取值范围为0.3～0.9；

S24，安装注浆装置准备注浆。

4.如权利要求1所述的一种地面钻孔至煤层破碎顶板注浆加固的方法，其特征在于，所述步骤S3中，每一个孔注浆结束后，立即用润滑油清洗管路，以免混合浆液在管路内凝固。

5.如权利要求1～4任一项所述的一种地面钻孔至煤层破碎顶板注浆加固的方法所使用的注浆装置，其特征在于，所述注浆装置包括：

储料罐，所述储料罐用于储存注浆浆液原料，所述储料罐包括储料罐A和储料罐B；

吸料管，所述吸料管包括吸料管A和吸料管B，所述吸料管A和吸料管B的进料端分别与储料罐A和储料罐B的出料端连通，所述吸料管A和吸料管B的出料端分别与浆料混合装置的进料端相连通；

浆料混合装置，所述浆料混合装置包括吸料泵和搅拌装置，用于吸取浆料并搅拌混合，所述浆料混合装置的出料端与混合料输料管的进料端相连通；

混合料输料管，所述混合料输料管的出料端与高压注浆泵的输入端相连通；

高压注浆泵，所述高压注浆泵的输出端与高压输浆管的进料端相连通；

高压输浆管，所述高压输浆管的的出料端与高压浆液注射枪的进料端相连通；

高压浆液注射枪，所述高压浆液注射枪的注射端为圆锥形状，便于放入深孔，所述高压浆液注射枪枪管呈圆柱状，所述高压浆液注射枪管壁上设置有出液孔。

6.如权利要求5所述的注浆装置，其特征在于，所述吸料泵包括吸料泵A和吸料泵B，所述吸料泵A和吸料泵B分别与吸料管A和吸料管B的出料端相连通。

7.如权利要求6所述的注浆装置，其特征在于，所述吸料泵A和吸料泵B均为计量泵，能够精准控制吸料的流量，方便精确控制所述搅拌装置内两种浆料的体积比例。

8.如权利要求5所述的注浆装置，其特征在于，所述高压输浆管上还设置有用于观察注浆压力的压力表和用于观察注浆流量的流量计。

9.如权利要求5所述的注浆装置，其特征在于，所述高压浆液注射枪包括接头、注浆筒、和圆锥状的封闭头，所述注浆筒直径、长短、注浆孔密度设置有多套规格，所述高压浆液注射枪接头尺寸不变，便于与高压输浆管出料端相连接；

优选地，所述高压浆液注射枪的枪管外径不小于所述高压输浆管的外径。

10.如权利要求6所述的注浆装置，其特征在于，所述吸料管A和吸料管B的出料端分别与三通阀A和三通阀B的进料端相连通，所述三通阀A和三通阀B的出料端分别与吸料泵A和吸料泵B的输入端相连通；所述三通阀A和三通阀B的换向口分别与冲洗油管A和冲洗油管B的出料端相连通；所述冲洗油管A和冲洗油管B的进料端分别与冲洗料罐的出料口相连通；所述三通阀A和三通阀B均为合流三通阀。