一種覆巖離層注漿工藝及裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種覆巖離層注漿工藝及裝置，屬于礦山充填技術(shù)領(lǐng)域。該覆巖離層注漿工藝具體包括：a.鉆孔，根據(jù)勘測(cè)結(jié)果估算離層空間大小，在覆巖表面定點(diǎn)向下鉆孔；b.制漿，以建筑垃圾為原料制作漿液粗骨料，添加砂、粉煤灰、水和減水劑，不斷攪拌混合制得注漿漿液；c.輸送，注漿漿液在泵送結(jié)構(gòu)的加壓作用下，沿著輸送管道流動(dòng)；d.注漿，管道中的漿液經(jīng)過(guò)分流裝置，分成多股同時(shí)流向離層空間，直至將離層空間填充滿。本發(fā)明使用基于建筑垃圾且合理配比的注漿漿液，以及分股填充，達(dá)到了充填效率高、強(qiáng)度良好、成本低、節(jié)能環(huán)保的效果。
【專利說(shuō)明】
-種覆巖離層注漿工藝及裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于礦山充填技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種覆巖離層注漿工藝及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快、新農(nóng)村建設(shè)的日益發(fā)展和舊城改造工程的日益增 多，因而產(chǎn)生了大量的建筑廢棄物，如廢棄混凝±、廢磚石、廢擱塊等。根據(jù)有關(guān)資料顯示， 我國(guó)建筑垃圾的總量約占到城市垃圾總量的30%-40%，并且有逐年增加的趨勢(shì)。但是，我 國(guó)對(duì)建筑垃圾的處理基本上W露天堆放或填埋的方式，不僅造成污染和±地資源浪費(fèi)，而 且也帶來(lái)了極大的安全隱患。
[0003] 地下煤層開采后，采空區(qū)和煤柱上方的覆巖中的原巖應(yīng)力遭到破壞，導(dǎo)致覆巖產(chǎn) 生移動(dòng)、變形、斷裂乃至跨落，引起地表下沉，造成農(nóng)田毀壞、建筑物破壞，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成 嚴(yán)重危害。而巖層在移動(dòng)的過(guò)程中，會(huì)在導(dǎo)水裂隙帶之上，存在著由多個(gè)離層構(gòu)成的、可用 于注漿的離層帶，通過(guò)地面向覆巖內(nèi)鉆孔，由鉆孔向離層空間注漿，從而可W抑制離層空間 上方巖體繼續(xù)破壞。
[0004] 如果將建筑垃圾處理和煤礦充填開采復(fù)合成一個(gè)系統(tǒng)工程，既可W解決采空區(qū)沉 陷和下"壓煤的問(wèn)題，又可W有效的利用建筑垃圾，變"兩害為一利"，從而實(shí)現(xiàn)社會(huì)、經(jīng) 濟(jì)和環(huán)保=贏的目標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種覆巖離層注漿工藝及裝置，該注漿工藝 能實(shí)現(xiàn)充填效率高、強(qiáng)度良好、成本低且節(jié)能環(huán)保。
[0006] 本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用的技術(shù)方案如下：
[0007] -種覆巖離層注漿工藝，具體操作步驟如下：
[000引a.鉆孔，根據(jù)勘測(cè)結(jié)果估算離層空間大小，在覆巖表面定點(diǎn)向下鉆孔，每相鄰兩個(gè) 鉆孔間的距離為0.5~Im;
[0009] b.制漿，W建筑垃圾為原料制作漿液粗骨料，添加砂、粉煤灰、水和減水劑，各組分 質(zhì)量比為1:(0.6~0.7) :(0.4~0.5) :(0.14~0.2) :(0.004~0.008)，不斷攬拌混合，即得 注漿漿液；
[0010] C.輸送，注漿漿液在累送結(jié)構(gòu)的加壓作用下，沿著輸送管道流動(dòng)；
[0011] d.注漿，管道中的漿液經(jīng)過(guò)分流裝置，分成多股同時(shí)流向離層空間，期間一直監(jiān)控 管道壓力表，直至將離層空間填充滿。
[0012] 進(jìn)一步，所述步驟b中制漿的工藝流程包括：
[0013] -次篩選，用人工或者機(jī)械的方法從建筑垃圾中剔除金屬、木質(zhì)和塑料類材料；
[0014] 清洗，除掉建筑垃圾中混雜的泥±;
[0015] -級(jí)破碎，將清洗后的大塊廢混凝±、廢磚破碎成適于二級(jí)破碎中石料粉碎機(jī)最 大進(jìn)料尺寸的尺寸；
[0016] 二次篩選，包括磁選和水選，磁選是在輸送過(guò)程中將建筑垃圾中的金屬材料磁吸 出來(lái)，水選是將建筑垃圾中比重較輕而懸浮于水面的有機(jī)物分煉出來(lái)；
[0017] 二級(jí)破碎，用石料粉碎機(jī)將經(jīng)二次篩選處理后的建筑垃圾進(jìn)一步粉碎至充填所需 粒度大?。?br>[0018] 配料攬拌，將W建筑垃圾為原料制作的漿液粗骨料、砂、粉煤灰、水和減水劑，按照 質(zhì)量配比加入漿液池中，并不斷攬拌混合得注漿漿液。
[0019] 進(jìn)一步，所述步驟b中W建筑垃圾為原料制作的漿液粗骨料的粒徑為5~12mm。
[0020] 進(jìn)一步，所述步驟b中制得的注漿漿液塌落度為60~100mm。
[0021] 進(jìn)一步，所述步驟d中分流裝置將漿液分成4~6股。
[0022 ] -種覆巖離層注漿裝置，包括漿液池、累送結(jié)構(gòu)、管道、分流裝置、分流管道和壓力 表，其中累送結(jié)構(gòu)入口連接漿液池，出口通過(guò)管道連接分流裝置，分流裝置出口接分流管 道，每條分流管道都安裝壓力表監(jiān)控壓力，分流管道伸入鉆孔內(nèi)，從而漿液注入到離層空間 內(nèi)。
[0023] 進(jìn)一步，所述分流管道前段為軟管，末段為內(nèi)壁光滑的金屬管道，利于填充。
[0024] 本發(fā)明的有益效果：
[0025] 第一，本發(fā)明W建筑垃圾為原料制作漿液粗骨料，粒徑較均一，并通過(guò)合理配比， 制得的注漿漿液和易性良好，在保證抗壓強(qiáng)度的前提下，漿液流動(dòng)性好，充填效率高；
[0026] 第二，本發(fā)明采用分股填充且分流管道設(shè)計(jì)獨(dú)特，使得充填效率高，節(jié)約時(shí)間；
[0027] 第=，本發(fā)明使用基于建筑垃圾再生的膏體混凝±替代原始的注漿漿液，既節(jié)約 成本，又保護(hù)環(huán)境。
【附圖說(shuō)明】
[0028] 圖1為本發(fā)明的覆巖離層注漿過(guò)程的示意圖；
[0029] 圖2為本發(fā)明的覆巖離層注漿工藝工作效果示意圖。
[0030] 圖中：1、漿液池；2、累送結(jié)構(gòu)；3、管道;4、分流裝置;5、分流管道;6、壓力表;A、鉆 孔;B、上位巖層;C、漿體;D、下位巖層。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述，但本發(fā)明并不限于W下實(shí)施 例，其中所述方法如無(wú)特別說(shuō)明均為常規(guī)方法，所述原材料如無(wú)特別說(shuō)明均能從公開商業(yè) 途徑而得。
[0032] 實(shí)施例1
[0033] 如圖1和圖2所示，一種覆巖離層注漿裝置，包括漿液池1、累送結(jié)構(gòu)2、管道3、分流 裝置4、分流管道5和壓力表6，其中累送結(jié)構(gòu)2入口連接漿液池1，出口通過(guò)管道3連接分流裝 置4，分流裝置4出口接分流管道5，每條分流管道5都安裝壓力表6監(jiān)控壓力，分流管道5伸入 鉆孔A內(nèi)，從而漿液注入到離層空間內(nèi)，漿液凝固成漿體C后，變成具有一定強(qiáng)度的充填體， 上位巖層B和下位巖層D之間有支撐維系，覆巖不易產(chǎn)生移動(dòng)、變形、斷裂乃至跨落。
[0034] -種覆巖離層注漿工藝，具體操作步驟如下：
[0035] a.鉆孔，根據(jù)勘測(cè)結(jié)果估算離層空間大小，在覆巖表面定點(diǎn)向下鉆孔，每相鄰兩個(gè) 鉆孔間的距離為0.5m;
[0036] b.制漿，W建筑垃圾為原料制作漿液粗骨料，添加砂、粉煤灰、水和減水劑，各組分 質(zhì)量比為1:0.6:0.4:0.14:0.004，不斷攬拌混合，即得注漿漿液；
[0037] C.輸送，注漿漿液在累送結(jié)構(gòu)的加壓作用下，沿著輸送管道流動(dòng)；
[0038] d.注漿，管道中的漿液經(jīng)過(guò)分流裝置，分成4股同時(shí)流向離層空間，期間一直監(jiān)控 管道壓力表，直至將離層空間填充滿。
[0039] 其中所述步驟b中制漿的工藝流程包括：
[0040] -次篩選，用人工或者機(jī)械的方法從建筑垃圾中剔除金屬、木質(zhì)和塑料類材料；
[0041] 清洗，除掉建筑垃圾中混雜的泥±，防止破碎時(shí)塵±飛揚(yáng)；
[0042] -級(jí)破碎，采用飄式破碎機(jī)將清洗后的大塊廢混凝±、廢磚進(jìn)行破碎，破碎后粒徑 小于1 OOmm的骨料的產(chǎn)量占80 % W上，其中飄式破碎機(jī)具有破碎比大、產(chǎn)品粒度均勻、結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單、工作可靠、維修簡(jiǎn)單、運(yùn)營(yíng)費(fèi)用經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)；
[0043] 二次篩選，包括磁選和水選，磁選是在輸送過(guò)程中將建筑垃圾中的金屬材料磁吸 出來(lái)，水選是將建筑垃圾中比重較輕而懸浮于水面的有機(jī)物分煉出來(lái)；
[0044] 二級(jí)破碎，用石料粉碎機(jī)將經(jīng)二次篩選處理后的建筑垃圾進(jìn)一步粉碎至粒徑大小 為5~12mm;
[0045] 配料攬拌，將W建筑垃圾為原料制作的漿液粗骨料、砂、粉煤灰、水和減水劑，按照 質(zhì)量配比加入漿液池中，并不斷攬拌混合得注漿漿液。
[0046] 實(shí)施例2
[0047] -種覆巖離層注漿裝置，包括漿液池1、累送結(jié)構(gòu)2、管道3、分流裝置4、分流管道5 和壓力表6，其中累送結(jié)構(gòu)2入口連接漿液池1，出口通過(guò)管道3連接分流裝置4，分流裝置4出 口接分流管道5，每條分流管道5都安裝壓力表6監(jiān)控壓力，分流管道5伸入鉆孔A內(nèi)，從而漿 液注入到離層空間內(nèi)，漿液凝固成漿體C后，變成具有一定強(qiáng)度的充填體，上位巖層B和下位 巖層D之間有支撐維系，覆巖不易產(chǎn)生移動(dòng)、變形、斷裂乃至跨落。為了填充方便及效果更 好，所述分流管道前段為軟管，末段為內(nèi)壁光滑的金屬管道。
[004引一種覆巖離層注漿工藝，具體操作步驟如下：
[0049] a.鉆孔，根據(jù)勘測(cè)結(jié)果估算離層空間大小，在覆巖表面定點(diǎn)向下鉆孔，每相鄰兩個(gè) 鉆孔間的距離為Im;
[0050] b.制漿，W建筑垃圾為原料制作漿液粗骨料，添加砂、粉煤灰、水和減水劑，各組分 質(zhì)量比為1:0.7:0.5:0.2:0.008，不斷攬拌混合，即得注漿漿液；
[0051] C.輸送，注漿漿液在累送結(jié)構(gòu)的加壓作用下，沿著輸送管道流動(dòng)；
[0052] d.注漿，管道中的漿液經(jīng)過(guò)分流裝置，分成6股同時(shí)流向離層空間，期間一直監(jiān)控 管道壓力表，直至將離層空間填充滿。
[0053] 其中所述步驟b中制漿的工藝流程包括：
[0054] -次篩選，用人工或者機(jī)械的方法從建筑垃圾中剔除金屬、木質(zhì)和塑料類材料；
[0055] 清洗，除掉建筑垃圾中混雜的泥±，防止破碎時(shí)塵±飛揚(yáng)；
[0056] -級(jí)破碎，采用飄式破碎機(jī)將清洗后的大塊廢混凝±、廢磚進(jìn)行破碎，破碎后粒徑 小于1 OOmm的骨料的產(chǎn)量占80 % W上，其中飄式破碎機(jī)具有破碎比大、產(chǎn)品粒度均勻、結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單、工作可靠、維修簡(jiǎn)單、運(yùn)營(yíng)費(fèi)用經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)；
[0057] 二次篩選，包括磁選和水選，磁選是在輸送過(guò)程中將建筑垃圾中的金屬材料磁吸 出來(lái)，水選是將建筑垃圾中比重較輕而懸浮于水面的有機(jī)物分煉出來(lái)；
[0058] 二級(jí)破碎，用石料粉碎機(jī)將經(jīng)二次篩選處理后的建筑垃圾進(jìn)一步粉碎至粒徑大小 為5~12mm;
[0059] 配料攬拌，將W建筑垃圾為原料制作的漿液粗骨料、砂、粉煤灰、水和減水劑，按照 質(zhì)量配比加入漿液池中，并不斷攬拌混合得注漿漿液。
[0060] 實(shí)施例3
[0061] -種覆巖離層注漿工藝，與實(shí)施例1不同的是：步驟a中每相鄰兩個(gè)鉆孔間的距離 為0.6m;步驟b中各組分質(zhì)量比為1:0.62:0.43:0.16:0.005，其余操作步驟均相同。
[0062] 實(shí)施例4
[0063] -種覆巖離層注漿工藝，與實(shí)施例2不同的是：步驟a中每相鄰兩個(gè)鉆孔間的距離 為0.8m;步驟b中各組分質(zhì)量比為1:0.65:0.47:0.18:0.007，其余操作步驟均相同。
[0064] 效果測(cè)試
[0065] 對(duì)本發(fā)明實(shí)施例1~4中的覆巖離層注漿工藝效果進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如下表：
[0066] 表1覆巖離層注漿工藝效果測(cè)試結(jié)果
[0067]
[0068] 由上表可見，本發(fā)明的覆巖離層注漿工藝中漿液流動(dòng)性良好，且具有高抗壓強(qiáng)度， 能有效支撐維系離層空間，使覆巖不易產(chǎn)生移動(dòng)、變形、斷裂乃至跨落，同時(shí)填充效率高，節(jié) 時(shí)省料。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種覆巖離層注漿工藝，其特征在于，具體操作步驟如下： a. 鉆孔，根據(jù)勘測(cè)結(jié)果估算離層空間大小，在覆巖表面定點(diǎn)向下鉆孔，每相鄰兩個(gè)鉆孔 間的距離為0.5~lm; b. 制漿，以建筑垃圾為原料制作漿液粗骨料，添加砂、粉煤灰、水和減水劑，各組分質(zhì)量 比為1:(0.6~0.7) :(0.4~0.5) :(0.14~0.2) :(0.004~0.008)，不斷攪拌混合，即得注漿 漿液； c. 輸送，注漿漿液在栗送結(jié)構(gòu)的加壓作用下，沿著輸送管道流動(dòng)； d. 注漿，管道中的漿液經(jīng)過(guò)分流裝置，分成多股同時(shí)流向離層空間，期間一直監(jiān)控管道 壓力，直至將離層空間填充滿。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種覆巖離層注漿工藝，其特征在于，所述步驟b中以建筑垃 圾為原料制作的漿液粗骨料的粒徑為5~12mm。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種覆巖離層注漿工藝，其特征在于，所述步驟b中制得的注 漿漿液塌落度為60~100mm。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種覆巖離層注漿工藝，其特征在于，所述步驟d中分流裝置 將衆(zhòng)液分成4~6股。5. 實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述的一種覆巖離層注漿工藝的裝置，其特征在于，包括漿液池（1)、 栗送結(jié)構(gòu)（2)、管道(3)、分流裝置(4)、分流管道(5)和壓力表(6)，其中栗送結(jié)構(gòu)（2)入口連 接漿液池（1)，出口通過(guò)管道(3)連接分流裝置(4)，分流裝置(4)出口接分流管道(5)，每條 分流管道(5)都安裝壓力表(6)監(jiān)控壓力。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種覆巖離層注漿工藝的裝置，其特征在于，所述分流管道 (5)前段為軟管，末段為內(nèi)壁光滑的金屬管道。
【文檔編號(hào)】E21B7/00GK106014476SQ201610341427
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月20日
【發(fā)明人】張成輝, 石崇, 白金州, 沈俊良, 金成 , 劉蘇樂(lè)
【申請(qǐng)人】河海大學(xué)