煤礦破碎頂板注漿孔固孔材料試驗方法
【專利摘要】本發明涉及煤礦破碎頂板注漿孔固孔材料試驗方法，可有效解決煤礦破碎頂板注漿孔固孔材料性能測試的問題，其解決的技術方案是，第一步，裝填破碎煤巖塊；第二步，連接手動注漿泵；第三步，注入泥漿液；第四步，試件推出、測試、記錄，本發明方法簡單、合理，有效解決了煤礦破碎頂板注漿孔固孔材料性能實驗室測試的難題，大大提高了固孔材料研制開發的進度，節約了成本，是煤礦破碎頂板注漿孔固孔材料性能測試方法上的創新。
【專利說明】煤礦破碎頂板注漿孔固孔材料試驗方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及煤礦領域，特別是一種煤礦破碎頂板注漿孔固孔材料試驗方法。
【背景技術】
[0002]掘進與回采是煤礦開采的兩個關鍵環節，安全、經濟、高效的回采是實現煤礦高產、高效的前提，是礦井最大經濟效益的決定因素。采煤工作面的回采一般采用單體支架或液壓支架提供安全可靠的回采空間，但工作面回采過程中遇到破碎頂板或過斷層帶時，常出現大面積冒頂現象，給工作面的正常回采帶來巨大困難。目前一般采用臨時注漿填充冒落區的方法通過，而對過斷層帶的處理一般采用提前預注漿的方法，但這種預注漿的方式都是先鉆孔，后在孔口直接封孔注漿，注漿范圍大，成本高，效果差，尤其在破碎帶嚴重的區域，成孔后鉆孔直接出現坍塌，漿液無法到達破碎區域，滿足不了頂板破碎區加固的要求。因此，研制出一種煤礦破碎頂板注漿孔固孔材料，使鉆孔成孔后及時固孔防止其坍塌，為頂板預注漿的漿液提供暢通的通道是解決破碎頂板經濟、快速、高效加固的關鍵難題，但是目前注漿孔孔壁加固材料的研制，尤其是新研制的固孔材料加固鉆孔孔壁的性能很難進行測試，故研制一種煤礦破碎頂板注漿孔固孔材料試驗方法勢在必行。
【發明內容】
[0003]針對上述情況，為解決現有技術之缺陷，本發明之目的就是提供一種煤礦破碎頂板注漿孔固孔材料試驗方法，可有效解決煤礦破碎頂板注漿孔固孔材料性能測試的問題。
[0004]本發明解決的技術方案是，利用試件制作裝置，按以下步驟進行:第一步，裝填破碎煤巖塊；第二步，連接手動注漿泵；第三步，注入泥漿液；第四步，試件推出、測試、記錄。
[0005]本發明方法簡單、合理，有效解決了煤礦破碎頂板注漿孔固孔材料性能實驗室測試的難題，大大提高了固孔材料研制開發的進度，節約了成本，是煤礦破碎頂板注漿孔固孔材料性能測試方法上的創新。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0006]圖1為本發明的試件制作裝置結構主視圖。
[0007]圖2為本發明的試件制作裝置的注漿帽結構主視圖。
[0008]圖3為本發明的試件制作裝置的支座結構主視圖。
[0009]圖4為本發明的試件制作裝置的推桿結構主視圖。
[0010]圖5為本發明的支座、注漿帽、試件制作管、推桿在裝填破碎煤巖塊時的使用狀態圖。
[0011]圖6為本發明的支座、試件制作管、推桿在試件推出時的使用狀態圖。
【具體實施方式】
[0012]以下結合附圖對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細說明。
[0013]由圖1-6給出，本發明所述的固孔材料為泥漿液，利用試件制作裝置，按以下步驟進行:
第一步，裝填破碎煤巖塊，將試件制作管3與注漿帽2連接，注漿帽2卡在支座I的卡槽11內，從試件制作管3的孔口裝填破碎煤巖塊，裝填破碎煤巖塊的同時利用推桿4將其壓實，直至孔口，將試件制作管3孔口用密封材料封好；所述的破碎煤巖塊是將井下取出的大煤塊和巖塊在實驗室搗碎，塊度大小在3?5mm之間，用于模擬鉆孔時孔壁的破碎程度；第二步，連接手動注漿泵，將安裝有注漿帽2的試件制作管3翻過來，使試件制作管3下端卡在支座I的卡槽11內，將注漿帽2上的進漿管12與第一高壓膠管10連接在一起，第一高壓膠管10與截止閥9相連接，截止閥9與第二高壓膠管8相連接，第二高壓膠管8與手動注漿泵5的出漿口相連接；
第三步，注入泥漿液，將配好的泥漿液放入漿液池，上下搖動手動注漿泵5的搖柄6，泥漿液從進漿管7進入手動注漿泵5內，從手動注漿泵5的出漿口進入第二高壓膠管8，經截止閥9、第一高壓膠管10和注漿帽2的進漿管12進入試件制作管3內，泥漿液在試件制作管3內充分擴散，同時記錄泥漿液注入時的時間，破碎煤巖塊之間的縫隙經泥漿液填充成試件；所述的泥漿液是按不同比例配制的，每種配比方案至少制作9個試件；
第四步，試件推出、測試、記錄，I?6h內按試驗分組分別將試件制作裝置拿到力學實驗室，將試件制作管3上的注漿帽2和孔口密封材料拆掉，并將試件制作管3的螺紋端卡在支座I的卡槽11內，利用推桿4從試件制作管3的上端將試件推出，試件掉入支座I內，將試件取出，兩端進行打磨加工，制作成標準試件，然后拿到力學試驗機上進行力學測試，同時記錄測試時的時間及試件試驗的力學參數，根據泥漿液加固破碎煤巖塊時間的不同，每種配比方案配制的試件在力學試驗機上實驗三個時間段的強度，分別計算在lh、3h和6h試件的強度，其中每個時間段測試3個試件的強度，然后計算3個試件強度的平均值。
[0014]所述的試件制作裝置包括支座、注漿帽、試件制作管、推桿和手動注漿泵，試件制作管3上端與注漿帽2連接，試件制作管3下端卡在支座I的卡槽11內，注漿帽2上的進漿管12與第一高壓膠管10 —端連接在一起，第一高壓膠管10另一端與截止閥9相連接，截止閥9與第二高壓膠管8 一端相連接，第二高壓膠管8另一端與手動注漿泵5的出漿口相連接，手動注漿泵5上裝有搖柄6和進漿管7，推桿4置于試件制作管3內，構成推桿4在試件制作管3內的上、下自由滑動結構。
[0015]為了保證使用效果，所述的試件制作管3為圓形鋼管，內徑為50mm,高度為IlOmm,
一端加工成外螺紋，與注漿帽2的內螺紋旋裝在一起。
[0016]所述的注漿帽2上端設置有進漿管12，下端呈帽狀，設有與試件制作管3外螺紋相匹配的內螺紋，注漿帽2與試件制作管3之間螺紋連接，使密封性能好，在泥漿液注入時不泄露。
[0017]所述的推桿4由手柄和圓盤構成，手柄為圓柱形、長度大于試件制作管3的高度，圓盤直徑與試件制作管3的內徑相匹配,推桿4在試件制作時,用于將破碎的煤巖壓實,在進行力學性能測試前，用于將試件從試件制作管3內推出。
[0018]所述的支座I由圓形鋼管下端焊接在圓環形鋼板上構成，圓形鋼管上端設有與試件制作管3外徑相匹配的卡槽11，支座I在裝填破碎煤巖塊、注漿和試件推出試件制作管3時，起支撐試件制作裝置的作用。
[0019]本發明方法簡單、合理，有效解決了煤礦破碎頂板注漿孔固孔材料性能實驗室測試的難題，大大提高了固孔材料研制開發的進度，節約了成本，是煤礦破碎頂板注漿孔固孔材料性能測試方法上的創新，有良好的應用價值和經濟效益。
【權利要求】
1.一種煤礦破碎頂板固孔材料試驗方法，其特征在于，所述的固孔材料為泥漿液，利用試件制作裝置，按以下步驟進行: 第一步，裝填破碎煤巖塊，將試件制作管(3)與注漿帽(2)連接，注漿帽(2)卡在支座(I)的卡槽(11)內，從試件制作管(3)的孔口裝填破碎煤巖塊，裝填破碎煤巖塊的同時利用推桿(4)將其壓實，直至孔口，將試件制作管(3)孔口用密封材料封好；所述的破碎煤巖塊是將井下取出的大煤塊和巖塊在實驗室搗碎，塊度大小在3~5mm之間，用于模擬鉆孔時孔壁的破碎程度； 第二步，連接手動注漿泵，將安裝有注漿帽(2)的試件制作管(3)翻過來，使試件制作管(3)下端卡在支座(1)的卡槽(11)內，將注漿帽(2)上的進漿管(12)與第一高壓膠管(10)連接在一起，第一高壓膠管(10)與截止閥(9)相連接，截止閥(9)與第二高壓膠管(8)相連接，第二高壓膠管(8)與手動注漿泵(5)的出漿口相連接； 第三步，注入泥漿液，將配好的泥漿液放入漿液池，上下搖動手動注漿泵(5)的搖柄(6)，泥漿液從進漿管(7)進入手動注漿泵(5)內，從手動注漿泵(5)的出漿口進入第二高壓膠管(8)，經截止閥(9)、第一高壓膠管(10)和注漿帽(2)的進漿管(12)進入試件制作管(3)內，泥漿液在試件制作管(3)內充分擴散，同時記錄泥漿液注入時的時間，破碎煤巖塊之間的縫隙經泥漿液填充成試件；所述的泥漿液是按不同比例配制的，每種配比方案至少制作9個試件； 第四步，試件推出、測試、記錄，I~6h內按試驗分組分別將試件制作裝置拿到力學實驗室，將試件制作管(3)上的注漿帽(2)和孔口密封材料拆掉，并將試件制作管(3)的螺紋端卡在支座(1)的卡槽(11)內，利用推桿(4)從試件制作管(3)的上端將試件推出，試件掉入支座(1)內，將試件取出，兩端進行打磨加工，制作成標準試件，然后拿到力學試驗機上進行力學測試，同時記錄測試時的時間及試件試驗的力學參數，根據泥漿液加固破碎煤巖塊時間的不同，每種配比方案配制的試件在力學試驗機上實驗三個時間段的強度，分別計算在lh、3h和6h試件的強度，其中每個時間段測試3個試件的強度，然后計算3個試件強度的平均值。
2.根據權利要求1所述的煤礦破碎頂板固孔材料試驗方法，其特征在于，所述的試件制作裝置包括支座、注漿帽、試件制作管、推桿和手動注漿泵，試件制作管(3)上端與注漿帽(2)螺紋連接，試件制作管(3)下端卡在支座(1)的卡槽(11)內，注漿帽(2)上的進漿管(12)與第一高壓膠管(10) —端連接在一起，第一高壓膠管(10)另一端與截止閥(9)相連接，截止閥(9)與第二高壓膠管(8) —端相連接，第二高壓膠管(8)另一端與手動注漿泵(5)的出漿口相連接，手動注漿泵(5)上裝有搖柄(6)和進漿管(7)，推桿(4)置于試件制作管(3)內，構成推桿(4)在試件制作管(3)內的上、下自由滑動結構。
3.根據權利要求1或2所述的煤礦破碎頂板固孔材料試驗方法，其特征在于，所述的試件制作管(3)為圓形鋼管，內徑為50mm，高度為110mm，一端加工成外螺紋，與注漿帽(2)的內螺紋旋裝在一起。
4.根據權利要求1或2所述的煤礦破碎頂板固孔材料試驗方法，其特征在于，所述的注漿帽(2)上端設置有進漿管(12)，下端呈帽狀，設有與試件制作管(3)外螺紋相匹配的內螺紋，注漿帽(2)與試件制作管(3)之間螺紋連接，使密封性能好，在泥漿液注入時不泄露。
5.根據權利要求1或2所述的煤礦破碎頂板固孔材料試驗方法，其特征在于，所述的推桿(4)由手柄和圓盤組成，手柄為圓柱形、長度大于試件制作管(3)的高度，圓盤直徑與試件制作管(3)的內徑相匹配，推桿(4)在試件制作時，用于將破碎的煤巖壓實，在進行力學性能測試前，用于將試件從試件制作管(3)內推出。
6.根據權利要求1或2所述的煤礦破碎頂板固孔材料試驗方法，其特征在于，所述的支座(1)由圓形鋼管下端焊接在圓 環形鋼板上構成，圓形鋼管上端設有與試件制作管(3)外徑相匹配的卡槽(11)，支座(1)在裝填破碎煤巖塊、注漿和試件推出試件制作管(3)時，起支撐試件制作裝置的作用。
【文檔編號】G01N19/04GK103728243SQ201410034817
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2014年1月24日 優先權日:2014年1月24日
【發明者】張輝, 劉少偉, 徐佑林, 常建超, 鄭偉, 師小勇, 樊克松 申請人:河南理工大學