CN214384159U - 一种用于急倾斜采空区的可控式伞状模袋注浆装置 - Google Patents
一种用于急倾斜采空区的可控式伞状模袋注浆装置 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种用于急倾斜采空区的可控式伞状模袋注浆装置,解决了现有技术中急倾斜采空区模袋难以自稳的问题,具有保证急倾斜采空区注浆效果的有益效果,具体方案如下:一种用于急倾斜采空区的可控式伞状模袋注浆装置,包括空心支撑杆,可与钻杆连接并可设于钻孔内,空心支撑杆与第一注浆管连接;模袋支架,设置于空心支撑杆的环向,且模袋支架相对于空心支撑杆可撑开;模袋,套设于空心支撑杆的外侧,模袋一端设置开口且模袋设置开口处与空心支撑杆固连,模袋与模袋支架连接;囊,可设于采空区,并设于空心支撑杆的环向。
Description
技术领域
本实用新型涉及岩土工程领域,尤其是一种用于急倾斜采空区的可控式伞状模袋注浆装置。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本实用新型相关的背景技术信息,不必然构成在先技术。
我国矿产资源分布广泛且储量丰富,近年来,随着经济的不断发展,各种矿产资源的需求量也在不断攀升。矿产资源持续大量开采的同时,也在地下遗留了大量的采空区。在外界各种影响作用下,采空区平衡状态将被打破,易带来一系列突发或时变的灾害问题,如地面坍塌开裂、路面起伏积水、临近建筑结构变形失稳、地表出现大型坑洞等。由采空区引起的地表塌陷、坑洞等灾害对交通、水利、建筑等基础设施建设和安全运营带来严重安全隐患。如何减小采空区对地面及地下构筑物的影响,成为越来越多的在建工程面临和亟待解决的问题。
目前,常采用压力注浆技术进行处理,用泵送的方式通过地面钻孔和注浆管输送到采空区,填充采空区空洞,起到充填裂缝作用和支撑作用。全部充填注浆法施工简便,但工程量不可控、资金投入量大。因此,帷幕注浆技术被提出并应用到范围较大、连续性强的采空区注浆处治中。帷幕注浆技术通过模袋在采空区加固范围两端通过模袋注浆形成帷幕墙,达到防渗堵漏的目的。通过在帷幕墙范围内充填注浆,实现对采空区可控制注浆加固,达到经济节约和环境保护的目的。
现有的帷幕注浆加固技术适用于高程变化不大的采空区。对于常见的急倾斜采空区,发明人发现,受重力影响,注浆后模袋难以自稳,在重力作用下容易发生滚落,难以实现帷幕墙精准定位,影响注浆效果。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足,本实用新型的目的是提供一种用于急倾斜采空区的可控式伞状模袋注浆装置,解决了目前采空区模袋注浆技术在用于急倾斜采空区加固时面临的稳定性不足、难以精准定位的问题。
为了实现上述目的,本实用新型是通过如下的技术方案来实现:
一种用于急倾斜采空区的可控式伞状模袋注浆装置,包括:
空心支撑杆,可与钻杆连接并可设于钻孔内,空心支撑杆与第一注浆管连接;
模袋支架,设置于空心支撑杆的环向,且模袋支架相对于空心支撑杆可撑开;
模袋,套设于空心支撑杆的外侧,模袋一端设置开口且模袋设置开口处与空心支撑杆固连,模袋与模袋支架连接,在向模袋注浆过程中,受浆液影响模袋支架可撑开;
囊,可设于采空区,并设于空心支撑杆的一侧或环向,用于防止注浆时模袋的滑移,同时可形成短时的防渗墙作用。
如上所述的一种用于急倾斜采空区的可控式伞状模袋注浆装置,所述模袋还设置第二注浆管,通过第二注浆管向模袋注浆;
所述模袋包住所述空心支撑杆远离所述钻杆的端部。
如上所述的一种用于急倾斜采空区的可控式伞状模袋注浆装置,所述空心支撑杆的一端设置锥形接头,便于在钻孔内下放安装时顺利到达指定位置,进行精准定位;空心支撑杆相对于锥形接头的另一端设置第一注浆管,第一注浆管***空心支撑杆内部设置,用于向空心支撑杆内部注浆。
如上所述的一种用于急倾斜采空区的可控式伞状模袋注浆装置,所述模袋支架通过滑套设于所述空心支撑杆的环向,且滑套与所述模袋连接,滑套可沿着空心支撑杆滑动;
滑套设置开孔,插销***开孔可与所述空心支撑杆相抵,以实现滑套相对于空心支撑杆锁紧或松开。
如上所述的一种用于急倾斜采空区的可控式伞状模袋注浆装置,所述滑套的内径大于等于所述空心支撑杆的外径,滑套可带动模袋支架沿着空心支撑杆移动。
如上所述的一种用于急倾斜采空区的可控式伞状模袋注浆装置,所述模袋支架包括多根钢筋,相邻两钢筋间隔设定距离设置,多根钢筋的一端与所述滑套连接。
如上所述的一种用于急倾斜采空区的可控式伞状模袋注浆装置,所述钢筋的一端通过芯轴与所述滑套连接,钢筋的另一端通过连接件与模袋连接,这样在模袋撑开过程中,模袋支架撑开。
如上所述的一种用于急倾斜采空区的可控式伞状模袋注浆装置,所述空心支撑杆的环向设有多组所述的模袋支架,相邻两组模袋支架之间间隔设定距离设置;
当空心支撑杆的环向设置两组模袋支架时,两组模袋支架相对设置。
如上所述的一种用于急倾斜采空区的可控式伞状模袋注浆装置,所述空心支撑杆相对于所述锥形接头的一端通过旋转接头与所述钻杆连接。
如上所述的一种用于急倾斜采空区的可控式伞状模袋注浆装置,所述囊为充气囊,充气囊设于所述空心支撑杆的两侧。
上述本实用新型的有益效果如下:
1)本实用新型通过模袋支架的设置,在向模袋注浆过程中,模袋支架可撑开从而撑开模袋,并通过囊设于空心支撑杆的侧部,限制模袋在注浆过程中的运动,实现了对急倾斜采空区的加固范围精准定位,有效解决现有模袋注浆技术在处治急倾斜采空区时模袋易滑移的问题。
2)本实用新型通过第二注浆管的设置,可向模袋内注浆,通过模袋内注浆,形成帷幕墙,达到防渗堵漏的目的。
3)本实用新型通过空心支撑杆的设置,可通过第一注浆管向空心支撑杆内注浆,注浆完成后的空心支撑杆形成类似于微型钢管桩的作用,通过伸入采空区顶部和底部钻孔,形成凸榫作用,有效稳定帷幕墙,抵抗上部采空区注浆时产生的自重压力。
4)本实用新型通过囊的设置,可防止注浆时模袋的滑移,同时可形成短时的防渗墙作用,防止注浆时浆液渗漏,有助于形成密封性能更好的帷幕墙。
附图说明
构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。
图1是本实用新型根据一个或多个实施方式的一种用于急倾斜采空区的可控式伞状模袋注浆装置的示意图。
图2是本实用新型根据一个或多个实施方式的一种用于急倾斜采空区的可控式伞状模袋注浆装置模袋支架撑开后的示意图。
图中:为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸,示意图仅作示意。
其中:1、第一注浆管,2、旋转接头,3、空心支撑杆,4、钻孔,5、第二注浆管,6、插销,7、滑套,8、模袋支架,9、模袋,10、锥形接头,11、充气囊。
具体实施方式
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明,本实用新型使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非本实用新型另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合;
为了方便叙述,本实用新型中如果出现“上”、“下”、“左”、“右”字样,仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致,并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位,以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
术语解释部分:本实用新型中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或为一体;可以是机械连接,也可以是电连接,可以是直接连接,也可以是通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部连接,或者两个元件的相互作用关系,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型的具体含义。
正如背景技术所介绍的,现有技术中存在急倾斜采空区模袋不稳的问题,为了解决如上的技术问题,本实用新型提出了一种用于急倾斜采空区的可控式伞状模袋注浆装置。
本实用新型的一种典型的实施方式中,参考图1和图2所示,一种用于急倾斜采空区的可控式伞状模袋注浆装置,包括:
空心支撑杆,可与钻杆连接并可设于钻孔(注浆孔)内,空心支撑杆与第一注浆管连接;
模袋支架,设置于空心支撑杆的环向,且模袋支架相对于空心支撑杆可撑开;
模袋,套设于空心支撑杆的外侧,模袋一端设置开口且模袋设置开口处与空心支撑杆固连;
囊,可设于采空区,并设于空心支撑杆的侧部或环向,本实施例中,囊包括两处,分别设于空心支撑杆3的两侧,囊设于采空区后,进行充气或充水,以限制模袋在注浆过程中的运动,进一步保证注浆效果。
其中,钻孔包括气囊孔和注浆孔4两种,气囊孔只需钻孔至采空区顶面,用于安装和回收充气囊,注浆孔4需钻孔至采空区底面下方大于等于100cm深度,用于安装伞状模袋注浆装置中空心支撑杆3、模袋9、模袋支架8等结构。
其中,空心支撑杆3为直径10cm、壁厚0.5cm的中空钢管,用于设置滑套7和与之相连的模袋9及模袋支架8;空心支撑杆3底部安装有锥形接头10,便于在钻孔即注浆孔内下放安装时顺利到达指定位置,进行精准定位;空心支撑杆顶部通过旋转接头2连接钻杆,空心支撑杆相对于锥形接头的端部设置第一注浆管1,第一注浆管***空心支撑杆设置。
需要说明的是,空心支撑杆3的长度根据采空区高度确定,其伸入钻孔即注浆孔距离大于等于100cm。
本实施例中,共设置两组模袋支架,两组模袋支架相对设置;模袋支架通过滑套7设于空心支撑杆的环向,相应两滑套7上下设置;滑套设置开孔,插销***开孔可与空心支撑杆相抵,通过插销用于调整和控制滑套7在空心支撑杆3上的位置,因插销并未锁紧,这样在注浆过程中,滑套可在模袋撑开过程中,沿着空心支撑杆运动。
进一步地,滑套7为中空环状结构,其内径等于或略大于空心支撑杆3外径。
滑套7上安装有芯轴,用于连接模袋支架8;滑套7连接模袋9。当开始注浆时,受模袋撑大的作用,底部滑套7慢慢向上移动,模袋支架8撑开,随着注浆量的增加,顶部模袋支架8逐渐撑开。
在本实施例中,模袋支架8包括多根直径为1cm、长度为70cm~150cm的钢筋,多根钢筋围绕空心支撑杆设置,相邻两钢筋可间隔设定距离设置,钢筋的一端通过圆环与模袋9连接,另一端切割形成矩形截面并开孔,开孔通过芯轴与滑套7连接;每个芯轴上连接的钢筋不少于6个。
模袋9材料为热烫土工布、亚麻布或帆布材料,其厚度小于等于0.1cm,模袋9具有少量渗水不渗浆的性能;模袋9注满浆液成型后为圆柱形,直径为140cm~200cm,高度需根据采空区高度确定。
模袋9包住空心支撑杆远离钻杆的端部,模袋开口处靠近旋转接头2设置,且模袋9与空心支撑杆3固定,可通过卡箍或其他固定方式进行固定。
本实施例中,为向模袋注浆,模袋还设置第二注浆管,第二注浆管设于模袋靠近钻杆位置处,即第二注浆管靠近旋转接头2设置。
第一注浆管1和第二注浆管5均为橡胶软管;整个装置设置两根注浆管,第二注浆管5与模袋9顶部连接,向模袋9顶部注浆,第一注浆管1一端***至空心支撑杆3中,通过两注浆管用于向钻孔中膜袋9和空心支撑杆3中注浆;第一注浆管1和第二注浆管5向上连接注浆泵。
具体地,囊为充气囊11,充气囊的材料为橡胶材料,充气囊在设置后进行充气,充气囊11充气后的尺寸大于采空区截面尺寸,宽度大于等于150cm,其内部工作压力大于等于3MPa;通过气囊孔设置充气囊,在注浆体成形后,通过气囊孔将充气囊回收再利用。
一种用于急倾斜采空区的可控式伞状模袋注浆装置,具体实施方法为:
首先根据物探结果获取采空区位置、走向和形状,确定采空区加固范围,制定钻孔方案并钻孔,孔径大于等于20cm;
在气囊孔中放置充气囊11并充气,使充气囊11与采空区底部和顶部充分接触形成类似于挡板作用,防止模袋9注浆时模袋滑移和渗浆。
在注浆孔中下放伞状模袋注浆装置,使之底部位于采空区下部注浆孔中,顶部位于采空区上部注浆孔中;安装伞状模袋注浆装置完成后,将注浆管分别与注浆泵连接。
首先打开与模袋9连接的第二注浆管5开关,向模袋9内注浆,模袋撑开,底部模袋支架8逐渐撑开,使得底部的滑套7逐渐上移;随着注浆量的不断增加,因插销6穿过滑套与空心支撑杆抵接,并没完全锁紧,这样滑套可沿着空心支撑杆一定,顶部模袋支架8在模袋的带动下逐渐张开。
当浆液填满至顶部注浆孔4时,停止注浆,此时打开与空心支撑杆连接的第一注浆管1向空心支撑杆3内注浆;注浆完成后,将钻杆与空心支撑杆3脱离,并继续向采空区顶部注浆孔内和充气囊11之间采空区注浆进行密封处理。
待浆液初凝完成后,拆掉充气囊11,进行下一点位注浆。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于急倾斜采空区的可控式伞状模袋注浆装置,其特征在于,包括:
空心支撑杆,可与钻杆连接并可设于钻孔内,空心支撑杆与第一注浆管连接;
模袋支架,设置于空心支撑杆的环向,且模袋支架相对于空心支撑杆可撑开;
模袋,套设于空心支撑杆的外侧,模袋一端设置开口且模袋设置开口处与空心支撑杆固连,模袋与模袋支架连接;
囊,可设于采空区,并设于空心支撑杆的一侧或环向。
2.根据权利要求1所述的一种用于急倾斜采空区的可控式伞状模袋注浆装置,其特征在于,所述模袋还设置第二注浆管;
所述模袋包住所述空心支撑杆远离所述钻杆的端部。
3.根据权利要求1所述的一种用于急倾斜采空区的可控式伞状模袋注浆装置,其特征在于,所述空心支撑杆的一端设置锥形接头,空心支撑杆相对于锥形接头的另一端设置第一注浆管,第一注浆管***空心支撑杆内部设置。
4.根据权利要求1所述的一种用于急倾斜采空区的可控式伞状模袋注浆装置,其特征在于,所述模袋支架通过滑套设于所述空心支撑杆的环向,且滑套与所述模袋连接;
滑套设置开孔,插销***开孔可与所述空心支撑杆相抵。
5.根据权利要求4所述的一种用于急倾斜采空区的可控式伞状模袋注浆装置,其特征在于,所述滑套的内径大于等于所述空心支撑杆的外径。
6.根据权利要求4所述的一种用于急倾斜采空区的可控式伞状模袋注浆装置,其特征在于,所述模袋支架包括多根钢筋,多根钢筋的一端与所述滑套连接。
7.根据权利要求6所述的一种用于急倾斜采空区的可控式伞状模袋注浆装置,其特征在于,所述钢筋的一端通过芯轴与所述滑套连接,钢筋的另一端通过连接件与模袋连接。
8.根据权利要求1或4所述的一种用于急倾斜采空区的可控式伞状模袋注浆装置,其特征在于,所述空心支撑杆的环向设有多组所述的模袋支架,相邻两组模袋支架之间间隔设定距离设置;
当空心支撑杆的环向设置两组模袋支架时,两组模袋支架相对设置。
9.根据权利要求3所述的一种用于急倾斜采空区的可控式伞状模袋注浆装置,其特征在于,所述空心支撑杆相对于所述锥形接头的一端通过旋转接头与所述钻杆连接。
10.根据权利要求1所述的一种用于急倾斜采空区的可控式伞状模袋注浆装置,其特征在于,所述囊为充气囊,充气囊设于所述空心支撑杆的两侧。
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