[发明专利]一种煤矿巷道卸压钻孔局部堵孔灌浆装置及方法

说明书

一种煤矿巷道卸压钻孔局部堵孔灌浆装置，包括外部支承管、内部连接管、伞骨、伞布、支承条、固定器、卸压孔塞和固定螺母；外部支承管滑动安装于内部连接管的外部，内部连接管的远端铰接若干根伞骨，伞骨的近端设有弯钩，伞骨靠近弯钩的一端通过支承条与外部支承管铰接；内部连接管位于外部支承管的两端设有固定器；伞骨的外部连接有伞布，内部连接管的近端紧密配合安装有卸压孔塞，并连接有固定螺母；伞骨处于收拢状态时送入卸压孔至合适深度，在内部连接管不动的情况下，轴向错动外部支承管，使伞骨和伞布撑开充填密实卸压孔，弯钩咬合在卸压孔的孔壁，增加设备与卸压孔壁的之间的稳定性，在伞布与卸压孔塞之间形成稳定密封的注浆空间。

技术领域

本发明属于灌浆技术领域，尤其涉及煤矿巷道卸压钻孔局部堵孔灌浆装置及方法。

背景技术

随着我国经济建设的快速发展，对煤炭资源的消耗也越来越大，煤矿的开采深度和范围不断扩大，深部煤炭资源的开发和利用已成为满足我国能源需求的必然趋势。然而，随着煤矿采深和开采强度的加大，冲击地压的危害性不断增强。冲击地压灾害主要发生在巷道中，具有瞬时性、突发性和破坏巨大的特点，对矿下人员的安全和生产造成严重的威胁。

钻孔卸压技术是煤矿治理冲击灾害的主要技术手段，已得到广泛应用。然而，高密度卸压钻孔的实施往往导致卸压区巷道围岩强度和完整性显著降低，围岩变形控制困难，断面收缩严重。如何在煤巷冲击危险区域进行钻孔卸压的同时又不破坏巷道围岩整体强度，实现巷道冲击地压与围岩大变形的协调控制，对于深部煤炭资源安全高效开采具有十分重要的意义，引起了国内众多学者的关注。

在现有技术中，实现防冲卸压与围岩变形控制协调实施主要采用卸压孔局部充填强化技术，在卸压孔实施完毕后，按照卸压孔直径的大小，在地面预制混凝土柱，运到矿下后进行堵孔。但井下卸压孔施工后会存在不同程度的变形，所以预制的混凝土柱尺寸难以控制。若混凝土柱直径大于卸压孔，混凝土柱将无法放入卸压孔中；若混凝土柱直径小于卸压孔，则卸压孔孔壁与混凝土柱之间产生空隙，无法形成有效的挤压，其效能无法得到有效的发挥。

发明内容

为了解决煤矿巷道防冲卸压与围岩变形协调控制难题，本发明提供了一种操作实施简单、适用性强的煤矿巷道卸压钻孔局部堵孔灌浆装置及方法，能够适应不同孔径卸压孔的局部堵孔灌浆，灵活选择堵孔位置。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种煤矿巷道卸压钻孔局部堵孔灌浆装置，包括外部支承管、内部连接管、伞骨、伞布、支承条、固定器、卸压孔塞和固定螺母；所述外部支承管滑动安装于内部连接管的外部，内部连接管的远端周向铰接若干根伞骨，伞骨的近端设有弯钩，伞骨靠近弯钩的一端通过支承条与外部支承管铰接；所述内部连接管位于外部支承管的两端设有控制外部支承管位置的固定器；所述伞骨的外部固定连接有伞布，所述内部连接管的近端紧密配合安装有带有注浆孔的卸压孔塞，并螺纹连接有固定螺母；所述伞骨处于收拢状态时送入卸压孔至合适深度，在内部连接管不动的情况下，轴向错动外部支承管，使伞骨和伞布撑开充填密实卸压孔，弯钩咬合在卸压孔的孔壁，增加设备与卸压孔壁的之间的稳定性，避免出现设备向外滑现象，在伞布与卸压孔塞之间形成稳定密封的注浆空间。

进一步的，所述外部支承管和内部连接管均为分段式结构，每段的长度为0.5m，各段之间采用螺纹连接，能够合理根据需要充填的卸压孔深度改变设备的长度，避免造成设备过长或过短的现象。所述内部连接管最靠近卸压孔口的一节为全长螺纹设置，固定螺母能在所述内部连接管全长移动，起到更好地固定所述内部连接管和卸压孔塞的作用。

进一步的，所述外部支承管最远端的管体周向设置若干铰接件，铰接件上设有铰接孔，与支承条铰接；所述内部连接管最远端周向设置带孔的铰接件，用于与伞骨端部铰接；所述伞骨的远端及靠近弯钩一端2~5cm处留有铰接孔，用于连接内部连接管以及支承条。所述伞骨上沿其长度留有3~5个与伞布连接的小圆孔。

进一步的，所述伞骨设置为8根，伞骨有更高的稳定性和抗压性，能够避免在灌注混凝土时，出现伞骨被压断现象。