[发明专利]一种动态注浆的本安型锚注加固-瓦斯抽采增效两用系统

说明书

本发明公开了一种动态注浆的本安型锚注加固‑瓦斯抽采增效两用系统，包括对应设置在钻孔内的中空瓦斯抽采封孔‑围岩锚注加固两用注浆锚杆、与中空瓦斯抽采封孔‑围岩锚注加固两用注浆锚杆对应的本安型主动注浆装置，本发明结构简单，可以实现瓦斯抽采封孔和围岩锚注加固两工艺相结合，解决了瓦斯封孔工艺和锚固工艺联动性差、注浆设备重复购入投资大和人力成本高的问题，本安型注浆设备能够实现自动注浆，无外部危险源，安全可靠，注浆效率高。

技术领域

本发明涉及煤矿瓦斯抽采注浆封堵和巷道围岩注浆加固领域，具体涉及一种动态注浆的本安型锚注加固-瓦斯抽采增效两用系统。

背景技术

瓦斯是煤矿重大危险源，瓦斯抽放是解决难题的根本手段。传统的封孔方法使用固态材料一次性封堵工艺，难以解决煤层新生裂隙带来的瓦斯无序涌出和巷道空气混入所导致的瓦斯抽采浓度低、衰减快难题。为维持高抽采浓度，工程上往往重新施工加密钻孔，瓦斯抽采工作投入高、效果差。虽有最新研发的可多次注浆的缓凝封孔材料，但自动补浆设备投入高、人工补浆成本大是制约该技术推广发展的“卡脖子”因素。锚杆支护是保证巷道稳定的重要手段，注浆锚杆安装后可以提供有效预应力，黏结强化松动圈围岩。因此巷道内施工锚杆数量巨大以保证围岩加固效果，但传统注浆锚杆功能单一，配套投入仅解决围岩支护问题，无法与巷道其他工艺联动。实际工作中存在钻掘设备重复投入、工艺联动性差、人力成本高的问题。

发明内容

针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种动态注浆的本安型锚注加固-瓦斯抽采增效两用系统。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种动态注浆的本安型锚注加固-瓦斯抽采增效两用系统，包括对应设置在钻孔内的中空瓦斯抽采封孔-围岩锚注加固两用注浆锚杆、与中空瓦斯抽采封孔-围岩锚注加固两用注浆锚杆对应的本安型主动注浆装置，所述中空瓦斯抽采封孔-围岩锚注加固两用注浆锚杆包括锚杆壁，所述锚杆壁的一端伸出到钻孔外部形成有贴紧钻孔口的托盘，所述锚杆壁内形成有封孔材料注浆管，所述封孔材料注浆管与锚杆壁之间形成有水泥注浆通道，所述锚杆壁的外部套设有三段连通水泥注浆通道的环形橡胶囊袋，所述环形橡胶囊袋将钻孔与锚杆壁之间的空间分隔成三个注浆空间，所述锚杆壁底部形成有连通水泥注浆通道的固定片转轴，所述固定片转轴的底部形成有钻头，所述三个注浆空间包括靠近钻头的第一注浆空间以及依次远离钻头的第二注浆空间、第三注浆空间，所述固定片转轴上设置有与第一注浆空间对应的可转动的固定片，所述固定片转轴上形成有与固定片对应的内腔水泥出浆口，所述锚杆壁上设置有若干连通第二注浆空间的封孔材料出浆口、连通第三注浆空间的爆破阀水泥出浆口；所述爆破阀水泥出浆口与水泥注浆通道连通，所述封孔材料出浆口与封孔材料注浆管连通且与水泥注浆通道不连通，所述本安型主动注浆装置包括外壳、储能机构、注浆机构、复位机构，所述储能机构包括设置在外壳内的储能弹簧机构保护壳，所述储能弹簧机构保护壳内安装有固定轴，所述固定轴上安装有储能弹簧，所述储能弹簧的一端连接有带有轮齿结构的传动杆，所述注浆机构包括设置在外壳内的水箱，所述外壳上设置有连通水箱的加浆口，所述水箱内设置有推浆活塞，所述推浆活塞通过活塞传动带与传动杆连接，所述传动杆能够通过活塞传动带带动推浆活塞沿水箱内壁上、下运动，所述推浆活塞的上部通过复位弹簧与外壳内顶壁固定，所述复位机构包括旋杆、竖向齿轮、横向齿轮，所述竖向齿轮能够带动传动杆水平移动，所述旋杆能够带动横向齿轮转动，所述横向齿轮与竖向齿轮啮合，所述旋杆的一端伸出到外壳形成有能够限制旋杆转动的卡位器，所述封孔材料注浆管与水箱下部连通。

优选地，所述水箱上设置有透明可视化标尺，所述水箱内设置有与活塞传动带对应的转向轮，所述活塞传动带的一端穿过转向轮与能够水平移动的传动杆连接，所述活塞传动带的另一端穿过转向轮与能够上、下运动的推浆活塞连接。

优选地，所述封孔材料出浆口为十字形出浆口，十字形出浆口设计可让水泥材料和封孔材料在各自流动通道高效注浆；十字形设计还可以作为锚杆结构支撑点，维持结构整体稳定性；同时采用多个注浆点设置，可保证注浆材料不堵塞、无阻力，减少注浆压力损失。