[发明专利]一种深部巷道围岩控制装置及其控制方法

说明书

本发明涉及一种深部巷道围岩控制装置及其控制方法，该装置包括动力系统、中空注浆平台和混凝土制备与运输系统。通过混凝土制备与运输系统制备混凝土注浆液，并将其运输至混凝土注浆泵，通过混凝土注浆管路把混凝土加压进入密闭注浆空心装置，使得混凝土从注浆小孔中喷出。通过本发明，实现深部巷道围岩的快速自动化控制，增加巷道整体支护强度，对巷道围岩实现均匀改性，避免出现围岩控制盲点，有效提高围岩控制效率，保证了矿井的掘支衔接。

技术领域

本发明涉及采矿工程技术领域，尤其涉及一种深部巷道围岩控制装置及其控制方法。

背景技术

随着浅部易采煤炭资源的日趋枯竭，煤炭开采进一步走向深部开采势在必行，对于深部巷道的支护成为深部开采的重要方向，是矿井开采向深部开采和安全生产的关键。使用传统“锚网索喷”联合支护控制深部巷道围岩中，由于人工喷射混凝土效率低、喷射表面不均匀、整体性差以及注浆改性作业苦难等缺陷，导致该种方法具有较大的局限性。因此需提出一种能够实现深部巷道围岩快速控制装置，既能够加快锚喷效率，又提高巷道围岩完整性的一种新装置。

发明内容

本发明为了解决上述提到的问题，提供了一种深部巷道围岩控制装置及其控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种深部巷道围岩控制装置，包括：

动力系统、中空注浆平台和混凝土制备与运输系统；

其中，动力系统为焊接在中空注浆平台的牵引小车；

中空注浆平台包括与巷道形状相同或相似的密闭注浆空心装置和混凝土注浆泵，所述密闭注浆空心装置包括内壁和外壁，内壁上部设置一注浆孔，用于将混凝土加入密闭注浆空心装置，密闭注浆空心装置外壁布置有均匀的注浆小孔；所述混凝土注浆泵放置在密闭注浆空心装置内部，通过混凝土注浆管路把混凝土浆液加压进入密闭注浆空心装置，使得混凝土从注浆小孔中喷出；

混凝土制备与运输系统包括混凝土制备机构和混凝土浆液运输机构，混凝土制备机构用于在中空注浆平台处制备混凝土浆液，混凝土浆液运输机构通过混凝土浆液运送管路把混凝土浆液运输到密闭注浆空心装置中的混凝土注浆泵。

其中，牵引小车长度为500mm，轮胎直径为100mm，使装置与巷道顶底之间间隔100mm。

其中，中空注浆平台由长度1500mm、形状与巷道类似的不锈钢材质的密闭注浆空心装置为基础，密闭注浆空心装置外壁与内壁间隔300mm，且内外壁之间形成中空密封空间；在密闭注浆空心装置内外壁后三分之一处设置高度为100mm的环形钢板，防止浆液渗漏；内壁顶部的注浆孔孔径50mm，注浆孔设置在注浆空心装置后段，外壁均匀分布孔径30mm的注浆小孔；根据断面合理设计注浆孔数量，混凝土注浆泵使用40MPa的压力注浆。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种深部巷道围岩控制方法，使用如前述技术方案所述的深部巷道围岩控制装置进行围岩控制，包括：

S100：深部巷道开掘与临时锚杆支护：按照深部巷道掘进设计进行掘进，每掘进3m进行临时支护；临时支护锚杆支护，以防止深部巷道快速变形，同时预制注浆通道孔；

S200：中空注浆平台设备的设计和安装；

S300：混凝土的制备与运输：通过中空注浆平台的混凝土制备机构按设计配比把水泥浆液送入拌料机，上料均匀；混凝土制备根据设计要求加入速凝剂；通过混凝土运输机构的混凝土运送管路将制备好的混凝土浆液运输到混凝土注浆泵中；

S400：混凝土注浆泵启动：使用40MPa的压力将混凝土通过混凝土注浆管路向密闭注浆空心装置内壁的注浆孔注入密闭注浆空心装置内，混凝土从密闭注浆空心装置外壁均匀的注浆小孔喷出开始注浆；

S500：动力系统启动：待围岩注浆初步稳定后，通过远程遥控牵引小车，使中空注浆平台匀速前进。

其中，在中空注浆平台设备的设计和安装的步骤中，包括步骤：