[发明专利]一种采空区快速注浆系统的注浆工艺

权利要求书

1.一种采空区快速注浆系统的注浆工艺，其特征在于，所述采空区快速注浆系统包括制浆装置、洗孔装置、初注装置、复注装置和浆液面控制装置，所述制浆装置用于制取注浆浆液，洗孔装置用于清洗钻孔，初注装置和复注装置用于注入浆液，浆液面控制装置用于控制初注过程中浆液面高度；

所述洗孔装置连接有水池，初注装置和复注装置分别连通制浆装置，浆液面控制装置的探头随初注装置的钢管深入注浆钻孔并实时检测初注过程中的液面高度；

浆液面控制装置包括控制电路和线缆盘，控制电路连接有注浆工作电路并控制注浆工作电路，控制电路包括升压电路、探头和继电器，探头用于检测浆液面的高度，探头串联在升压电路和继电器之间；升压电路连接有电源，升压电路和电源封装在线缆盘内，线缆盘上缠绕有两芯导线，两芯导线连接探头；

探头包括探头帽、探头主体、探头壳，探头主体为圆筒结构，探头主体的上部和下部均有外螺纹，探头帽螺旋连接在探头主体上部，探头壳通过螺纹连接在探头主体的下部；探头主体上部固定有绝缘体，绝缘体内沿其轴线平行间隔布置有第一电极和第二电极，第一电极和第二电极的下端悬置有金属导片，金属导片固定连接有传动杆，传动杆的上部通过限位板卡接在探头主体的下部，通过限位板限位，传动杆的下部深入探头壳，探头壳内置有浮体，浮体与传动杆通过螺纹连接；探头帽的顶部设有吊环，吊环用于与外部钢丝绳连接；

线缆盘上设有多个插座，多个插座并联在升压电路和探头之间，插座用于连接继电器和警示灯；线缆盘通过通心杆连接在固定支架上，固定支架上部设有提手；线缆盘的侧部通过侧板固定螺丝连接有侧板，侧板上开有插座的插孔、电源的电池仓；线缆盘上设有摇把；

所述注浆工艺基于采空区快速注浆系统采用如下步骤：

(1)施工注浆钻孔；

(2)制浆，根据浆液配比调节螺旋给料机和第一皮带输送机的变频调速器及第一供水管上流量控制阀配制出满足要求的纯水泥浆和纯粉煤灰浆，然后将纯水泥浆和纯粉煤灰浆经出浆管输送至搅拌池进行二级搅拌，最终制出满足配比的浆液；

(3)洗孔，将止浆塞下放至采空区上部完整基岩或套管内，通过洗孔装置对该注浆管进行洗孔清洗岩粉封堵的空隙和裂隙，有利于浆液的扩散和浆液与岩石的胶结；

(4)注浆，每一层所需治理采空区均需经初注和复注两个过程，其中

初注：将钢管与浆液面控制装置的探头一同下至预定位置，按浆液由稀到稠的顺序，利用初注装置将其注入采空区，按一定比例向浆液中添加骨料，当浆液面达到预定位置时，浆液面控制装置工作，控制电路导通，自动切断混凝土输送泵电源，初注工序完成，起拔钢管，进入复注工序；

复注：将止浆塞下至所需治理采空区上部顶板完整基岩段，利用复注装置将浆液注入采空区空隙，直至达到终孔标准后，停止注浆；

(5)当所需治理范围内有两层及两层以上采空区时，采用“一次成孔、上行式分段注浆”，需重复步骤(3)和(4)，直至所有采空区处理完；当所需治理范围内仅有一层采空区需要治理时，采用“一次成孔、全孔注浆”；

(6)封孔，待注浆完毕后用水固比1∶2的纯水泥浆封孔至地表。

2.根据权利要求1所述的一种采空区快速注浆系统的注浆工艺，其特征在于，所述步骤(1)中钻孔包括如下步骤：

①定点，采用RTK(实时动态载波相位差分技术)或采用经纬仪或全站仪按照钻孔设计坐标实地放样，误差不得超过10cm；

②安装钻机，根据放样孔位，平整施工平台、安设钻机；

③成孔，钻孔开孔孔径不小于Φ130mm，钻孔穿过松散层钻进至完整基岩5m后下套管，并用水泥砂浆固管护壁，孔口管固结后进行压水试验，其最大压力不低于3MPa，保证不窜浆，为缩短凝结时间和施工周期可在水泥砂浆中加入水泥比重3％～5％的速凝剂，之后再向下钻进孔径不小于Φ110mm的钻孔至所需治理最深一层采空区底板以下2m终孔，钻孔过程中应每50m测斜一次，要求孔斜不大于1°，且钻进过程中应对“掉钻”、“进尺快”、“不返风”的异常情况做好记录。

3.根据权利要求1所述的一种采空区快速注浆系统的注浆工艺，其特征在于，所述步骤(2)中满足配比的浆液可分为三级，分别为第一级浆液、第二级浆液和第三级浆液，第一级浆液的配比为：水泥∶粉煤灰＝4∶6、水固比＝1.2∶1，第二级浆液的配比为：水泥∶粉煤灰＝4∶6、水固比＝1∶1，第三级浆液的配比为：水泥∶粉煤灰＝4∶6、水固比＝0.8∶1。