一种深井软岩暗斜井围岩控制装置与实施方法
阅读说明：本技术 一种深井软岩暗斜井围岩控制装置与实施方法 (Deep well soft rock blind inclined well surrounding rock control device and implementation method ) 是由 王仲伦 席培淇 朱德福 霍昱名 宋选民 于 2020-12-16 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种深井软岩暗斜井围岩控制装置与实施方法,包括索道系统、中空注浆平台和混凝土制备与运输系统；通过本发明,能够实现深部软岩暗斜井围岩的快速半自动化控制,增加斜井整体支护强度,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,保证了矿井的采掘衔接,既能够加快支护效率,又能提高暗斜井围岩完整性。(The invention relates to a deep well soft rock blind inclined well surrounding rock control device and an implementation method, wherein the deep well soft rock blind inclined well surrounding rock control device comprises a cableway system, a hollow grouting platform and a concrete preparation and transportation system; according to the invention, the rapid semi-automatic control of surrounding rocks of the deep soft rock blind inclined shaft can be realized, the integral supporting strength of the inclined shaft is increased, the surrounding rocks of a roadway are uniformly modified, the occurrence of surrounding rock control blind spots is avoided, the surrounding rock control efficiency is effectively improved, the excavation connection of a mine is ensured, the supporting efficiency is accelerated, and the integrity of the surrounding rocks of the blind inclined shaft can be improved.)
技术领域
本发明涉及采矿工程技术领域，具体为一种深井软岩暗斜井围岩控制装置与实施方法。
背景技术
随着煤炭开采条件的日益复杂和开采深度的增加，为有效利用现有开拓系统，许多矿井都采用了利用暗斜井进行开采水平延伸的技术措施。用传统“锚网索喷”联合支护难以控制的深部软岩斜井，其围岩控制的效果，是矿井开采向纵深发展和安全生产的关键。“锚网索喷”联合支护是现有软岩斜井围岩比较成功的控制措施，但人工喷射混凝土效率低，不均匀，整体性差；传统锚杆、锚索对软岩斜井围岩控制效果较差，且施工难度高，支护质量难以保证。因此需提出一种适用于需要暗斜井围岩控制装置，既能够加快支护效率，又能提高暗斜井围岩完整性一种新的支护方式。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，提供一种设计简单、操作方便、支护效率高、支护效果稳定、美观的深井软岩暗斜井围岩控制装置与实施方法。
本发明提供了一种深井软岩暗斜井围岩控制装置，包括：包括索道系统、中空注浆平台和混凝土制备与运输系统；
其中，索道系统包括设置在斜井平台的索道固定桩、设置在暗斜井顶板的上索绳、设置在暗斜井底板的下索绳以及设置在斜井尽头的上索绳固定装置和下索绳固定装置；所述中空注浆平台通过移动吊环连接在上索绳和下索绳上，包括注浆空心装置、混凝土注浆泵和混凝土注浆泵水平平台，所述注浆空心装置内壁上部有一注浆孔，将混凝土加入注浆空心装置，注浆空心装置外壁布置有均匀的喷孔，混凝土注浆泵放置在注浆空心装置内部，通过把混凝土注浆管路加压进入注浆空心装置，使得混凝土从喷孔中喷出，混凝土注浆泵水平平台用于放置混凝土注浆泵；混凝土制备与运输系统包括混凝土制备装置和混凝土运送管道，混凝土制备装置设置于在斜井平台处，把混凝土制备好后，通过混凝土运送管道把混凝土运输到注浆空心装置中的混凝土泵。
其中，索道系统通过斜井顶、底板的上索绳和下索绳，将注浆空心平台固定于软岩斜井内，使注浆空心平台与软岩斜井边缘之间间隔100mm。
其中，中空注浆平台由长度1500mm、形状与斜井类似的不锈钢材质的注浆空心装置为基础；注浆空心装置外壁与内壁间隔300mm，且内外壁是密封的，内壁顶部的注浆孔孔径50mm，注浆孔设置在空心装置后段，外壁均匀分布孔径30mm的注浆孔。
其中，在移动吊环后的软岩斜井壁上设置高度为90mm的环形钢板，防止浆液渗漏。
其中，移动吊环通过钢筋杆焊接于注浆空心装置，其上有滚轮与固定卡方便空心装置运移与暂停。
此外，本发明提供了一种深井软岩暗斜井围岩实施方法，包括如下步骤：
暗斜井开掘与临时锚杆支护：按照斜井掘进设计暗斜井的掘进，先掘进m，之后每掘进.m进行临时支护；临时支护锚杆支护，以防止斜井巷道快速变形，同时预制注浆通道孔；
索道系统的安装：安装斜井平台索绳固定桩和斜井尽头的上下索绳后端固定装置和，将索绳固定在两装置上；
中空注浆平台的设计和安装：根据暗斜井形状，各外形线等状缩小100mm，制作注浆空心装置，长度1500mm，并在注浆空心装置后部钻打注浆小孔；将混凝土注浆泵和水平平台装入注浆空心装置，通过索道系统置于斜井中准备作业；
混凝土的制备与运输：在斜井平台的混凝土制备装置按设计配比把水泥和骨料送入拌料机，上料均匀；混凝土制备是可以根据设计要求加入速凝剂，通过混凝土运送管路将制备好的混凝土传输到混凝土注浆泵；
注浆平台设备启动：使用40MPa的压力将混凝土通过混凝土注浆管路向空心装置内壁的注浆孔注入注浆空心装置内，混凝土从注浆空心装置外壁均匀的注浆孔喷出开始注浆；
索道系统启动：松动固定卡下方的固紧螺母与固定螺丝,使得中空注浆平台沿着上索绳、下索绳，依靠移动吊环匀速向下移动，完成注浆作业形成可靠支护；
以1.5m的间距循环操作上述步骤，直至巷道全部支护完毕。
其中，设置在斜井顶底板的上索绳和下索绳作为围岩支护。
区别于现有技术，本发明的深井软岩暗斜井围岩控制装置包括索道系统、中空注浆平台和混凝土制备与运输系统；通过本发明，能够实现深部软岩暗斜井围岩的快速半自动化控制，增加斜井整体支护强度，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，保证了矿井的采掘衔接，既能够加快支护效率，又能提高暗斜井围岩完整性。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1为本发明提供的一种深井软岩暗斜井围岩控制装置的结构示意图；
图2为本发明提供的一种深井软岩暗斜井围岩控制装置的中注浆空心装置的结构示意图；
图3为本发明提供的一种深井软岩暗斜井围岩控制实施方法的工作流程示意图。
图例说明：1-索绳固定桩，2-上索绳，3-下索绳，4-上索绳固定装置，5-下索绳固定装置，6-软岩斜井，7-混凝土制备装置，8-混凝土运送管路，9-混凝土注浆泵，10-混凝土注浆管路，11-注浆空心装置，12-移动吊环，13-固定卡，14-预制注浆通道孔，15-临时支护锚杆，16—环形钢板，17—混凝土注浆泵水平平台，18—注浆层，19—固定螺母，20—固定螺丝，21—固定螺丝孔。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
参照附图1，本发明提供一种深井软岩暗斜井围岩控制装置，包括索道系统、中空注浆平台和混凝土制备与运输系统，索道系统包括设置在斜井平台的索道固定桩1、设置在暗斜井顶板的上索绳2、设置在暗斜井底板的下索绳3以及设置在斜井尽头的上索绳固定装置4和下索绳固定装置5。所述中空注浆平台通过移动吊环12和固定卡13连接在上下索绳上，包括与斜井性状类似的注浆空心装置11、混凝土注浆泵9和混凝土注浆泵水平平台17，所述空心装置内壁上部有一注浆孔，将混凝土加入注浆空心装置11，空心装置外壁布置有均匀的孔，混凝土注浆泵9放置在空心装置内部，通过混凝土注浆管路10把混凝土加压进入空心装置，使得混凝土从喷孔中喷出，混凝土注浆泵水平平台17用于放置混凝土注浆泵9，且水平平台可以调整角度也可拆卸。混凝土制备与运输系统包括混凝土的制备和混凝土的运输，在斜井平台处把混凝土制备好后，通过混凝土运送管路8把混凝土运输到注浆空心装置11中的混凝土注浆泵9。注浆空心装置11的结构如图2所示。
进一步的，所述移动吊环12通过钢筋连接于注浆空心装置11，其上有滚轮与固定卡13方便空心装置运移与暂停。
进一步的，斜井顶板的索绳用于固定中空注浆平台，与移动吊环12和固定卡13固定于装置的前段，使装置与斜井之间间隔100mm。
进一步的，注浆平台装置由长度1500mm、形状与斜井类似的不锈钢材质的注浆空心装置11为基础。空心装置外壁与内壁间隔300mm，且内外壁是密封的，内壁顶部的注浆孔孔径50mm，注浆孔设置在空心装置后段，外壁均匀分布孔径30mm的注浆孔，根据断面合理设计注浆孔数量，混凝土注浆泵9使用40MPa的压力注浆。
进一步的，在移动吊环12后的外壁上设置高度为90mm的环形钢板18，防止浆液渗漏。
进一步的，混凝土的制备时，宜采用普通水泥，要求良好的骨料，10mm以上的粗骨料控制在30%以下，最大粒径小于25mm；不宜使用细砂。
参阅图3，本发明提供了一种一种深井软岩暗斜井围岩控制装置与实施方法，包括以下步骤：
S100～暗斜井开掘与临时锚杆支护：按照斜井掘进设计暗斜井的掘进，先掘进3m，之后每掘进1.5m进进行临时支护；临时支护锚杆15支护，以防止斜井巷道快速变形，同时预制注浆通道孔14；
S200～索道系统的安装：安装斜井平台索绳固定桩1和斜井尽头的上下索绳下端固定装置4和5，将索绳固定在两装置上；
S300～中空注浆平台的设计和安装；
S301～中空注浆平台的设计：根据暗斜井形状，各外形线等状缩小100mm，制作注浆空心装置11，长度1500mm，并在注浆空心装置后部钻打注浆小孔；
S302～中空注浆平台的安装：将混凝土注浆泵9和混凝土注浆泵水平平台17装入空心装置，通过索道系统置于斜井中准备作业；
S400～混凝土的制备与运输：在斜井平台的混凝土制备装置7按设计配比把水泥和骨料送入拌料机，上料均匀。混凝土制备是可以根据设计要求加入速凝剂，通过混凝土运送管路将制备好的混凝土传输到混凝土注浆泵；
S500～注浆平台设备启动：使用40MPa的压力将混凝土通过混凝土注浆管路10向空心装置内壁的注浆孔注入注浆空心装置11内，混凝土从注浆空心装置11外壁均匀的注浆孔喷出开始注浆；
S600～索道系统启动：松动固定卡13下方的固紧螺母19与固定螺丝20，固定螺丝20固定于固定螺丝孔21中，使得中空注浆平台沿着上下索绳2和3依靠移动吊环12匀速向下移动，完成注浆作业形成可靠支护；
进一步的，设置在斜井顶底板的上下索绳2和3作为围岩支护；
以1.5m的间距循环操作上述步骤，直至巷道全部支护完毕。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。