一种孔内止浆的矿山注浆工艺及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及矿山注浆领域，尤其是一种孔内止浆的矿山注浆工艺及装置。
【背景技术】
[0002]我国目前拥有矿山多达10万座以上，其中许多矿山因浅部矿体开采基本完毕，开采深度向纵深发展，采区内外地下水水头高差也逐步增大，井下生产受地下水的影响越来越大，存在发生突水淹井的重大安全隐患。2001年7月17日，广西南丹县拉甲坡矿发生特大透水事故，事故造成81名矿工遇难。2010年3月28日，山西王家岭煤矿透水事故，造成38名矿工遇难。严重水患直接导致矿体回采率低，造成矿产资源的大量浪费，同时大量抽排地下水导致地下水资源极大浪费，甚至产生严重的地面塌陷等环境、地质问题。矿山帷幕注浆即在矿区的进水方向通过钻孔注浆，人工形成一道截水屏障，降低矿坑涌水量，为井下安全生产作业提供保障，同时也降低开采作业对周边环境的影响，确保资源利用的最大化。矿山注浆由于具有钻孔深度较深、注浆量大、注浆压力高等特点，一般水利水电、隧道加固、第四系及浅部基岩注浆加固等项目采用的注浆方式不适用矿山注浆，目前采用的矿山注浆方式主要有孔口自流式、孔口纯压式、下射浆管全孔灌注三类。
[0003]孔口自流式灌浆是按设计要求，将钻孔钻至预定深度，然后通过注浆泵和送浆管道把浆液送到孔口，浆液在自重压力作用下，进入溶洞、裂隙，该方法操作简单，便于在孔口添加惰性充填材料，特别适用于充填浅部大的岩溶空洞，但是由于浆液自重压力有限，同时受地下水作用影响，浆液很难进入深部细小裂隙，因此该注浆方法对深部裂隙充填效果不理想。
[0004]孔口纯压式灌浆是按设计要求，将钻孔钻至预定深度，在孔口安装一封闭器，通过注浆泵和送浆管道把浆液送入钻孔孔口封闭器进口，浆液在自重压力及注浆泵压力的作用下，顺着钻孔进入溶洞、裂隙，该方法需要注浆泵能够承受较大的注浆压力，浆液由于受地下水作用影响，容易离析、沉淀，造成注浆钻孔被离析的粗颗粒封堵，导致浆液无法进入受注裂隙，因此该方法比较适合于浅孔注浆，对浆液稳定性、可注性要求较高。
[0005]下射浆管全孔灌注是按设计要求，将钻孔钻至预定深度，将钻孔冲洗干净后，将射浆管下入受注段，射浆管一般采用钢管或塑料管，射浆管与孔口安装的高压注浆封闭器连接，通过注浆泵和送浆管道把浆液送入钻孔孔口封闭器进口，浆液顺着射浆管直接进入受注段，该方法的优点是浆液直接进入受注段，减少地下水对浆液的稀释、离析作用，但是采用该方法注浆时，由于矿山岩溶裂隙发育，浆液消耗量较大，经常采取间歇注浆的方式，即灌注一定方量后间歇一段时间，扫孔后再行灌注，每注一次浆都要更换射浆管，射浆管消耗量大；由于射浆管残留在钻孔内，增加扫孔难度；对于受注段段顶以上非受注段，也需要反复扫孔，大大增加扫孔工作量。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种孔内止浆的矿山注浆工艺及装置，操作简单，注浆效率高，适合于各种孔深的注浆。
[0007]为解决以上技术问题，本发明的技术方案为:一种孔内止浆的矿山注浆工艺，其不同之处在于:所述工艺采用前进式的方式从上往下进行分段钻孔、注浆，上一受注段钻孔、注浆结束并待凝、扫孔后，再进行下一受注段的钻孔、注浆，直至达到预设的钻孔深度，最后用浓浆封住钻孔，其中，每一段受注段的钻孔、注浆具体包括以下步骤:
步骤a)、钻孔至预定孔深，清除孔内岩心，并用清水对钻孔进行冲洗，直至孔口反水无岩肩、岩粉，再进行压水试验以查清受注段的渗漏情况，并根据压水试验结果选择注浆浆液配比；
步骤b)、将射浆管与止浆塞连接，并将止浆塞和射浆管下放入孔内，然后将射浆管逐根连接至孔口，直至止浆塞下至受注段段顶处，再膨胀止浆塞使止浆塞与孔壁紧密接触，然后将孔口处的射浆管依次与送浆管、注浆泵、流量计、二次搅拌桶连接以形成注浆进浆管路，再将浆液探测仪的传感器下至止浆塞上部以探测浆液是否上串泄露，然后进行间歇式注浆。
[0008]按以上技术方案，所述步骤b)中的间歇式注浆的具体工艺过程为每次注浆完毕后，使止浆塞泄压恢复原始尺寸，再将射浆管和止浆塞提出钻孔，待前一次注浆结束后间歇一段时间，然后扫孔并洗孔，扫孔深度为前一次注浆受注段的段底，然后进行注浆，如此循环，直至该受注段注浆结束。
[0009]按以上技术方案，所述步骤b)中的间歇式注浆为每注浆50?100立方米间歇一次。
[0010]按以上技术方案，所述步骤b)中的间歇式注浆的间歇时间范围为浆液初凝后至浆液终凝前。
[0011]按以上技术方案，每段所述受注段的段长为10?50m。
[0012]对比现有技术，本发明的有益特点如下:
1)、该孔内止浆的矿山注浆工艺，采用前进式分段注浆，从上往下一段一段的注浆，矿山注浆一般都是在岩溶、裂隙比较发育地段进行施工，裂隙、岩溶通道水平/垂向连通性较好，若采用后退式注浆，由于止浆塞上部的裂隙通道并未注浆处理，水泥浆液很容易通过钻孔周边的岩溶裂隙通道上串至止浆塞上部，从而将止浆塞抱死，若采用前进式注浆，由于止浆塞上部孔段已经注浆处理完毕，可避免浆液通过岩溶裂隙通道上串至止浆塞上部；
2)、该孔内止浆的矿山注浆工艺，浆液通过射浆管直接送至受注段，避免浆液受地下水作用影响，保证注浆质量；
3)、该孔内止浆的矿山注浆工艺，止浆塞上部孔段在注浆过程中无浆液进入，注浆完毕后，受注段以上孔段无需扫孔，节省大量扫孔时间，也节约了注浆材料，同时也避免扫孔扫出新孔的问题；
4)、该孔内止浆的矿山注浆工艺，每次注浆完毕后，通过钻机卷扬即可将射浆管带止浆塞一并提升上来，避免了射浆管等残留孔内，增加扫孔难度；
5)、该孔内止浆的矿山注浆工艺，止浆塞上部设置有浆液探测仪，该浆液探测仪能够准确对水、水泥浆进行准确辨别，一旦发现有浆液上串至止浆塞顶部，浆液探测仪即可发出警报，则说明止浆塞所处井壁破碎，封堵质量不佳，导致浆液上串，需要更换止浆塞的位置至井壁完整处，避免造成止楽■塞被埋在钻孔内的事故； 6)、该孔内止浆的矿山注浆工艺，可适用于高压注浆，不受注浆压力限制，最大注浆压力达WMPa。
[0013]实施上述方法的孔内止浆的矿山注浆装置，其不同之处在于:其包括二次搅拌桶、注浆泵、送浆管、射浆管、止浆塞、浆液探测仪和回浆管，所述二次搅拌桶依次通过所述注浆泵、送浆管、射浆管与所述止浆塞连接形成进浆管路，所述止浆塞上部设置有将用于探测浆液是否上串泄露的浆液探测仪，所述射浆管与送浆管通过三通连接，三通的另一个出口与回浆管连接，所述回浆管将多余浆液送回至注浆泵进口处，所述回浆管上设置有高压回浆阀。
[0014]按以上技术方案，其还包括灌注自动记录仪，所述灌注自动记录仪包括流量计、压力计和用于记录、打印测量数据的记录装置，所述流量计设置在所述注浆泵的进口处用于测量注浆流量，所述压力计设置在所述回浆管上靠近三通处用于测量注浆压力。
[0015]按以上技术方案，所述回浆管上靠近三通处设置有用于显示注浆压力的压力表。
[0016]按以上技术方案，所述进浆管路还包括用于开启/关闭进浆管路的第一闸阀。
[0017]按以上技术方案，所述回浆管上还设置有用于开启/关