一种注浆锚杆自动精确控压装置的制作方法

1.本发明属于矿井锚杆设备技术领域，特别涉及一种注浆锚杆自动精确控压装置。


背景技术：

2.随着我国煤炭工业的不断发展，锚杆(索)支护技术已经在煤矿巷道支护中达到90％以上。但是，在井下巷道复杂地质条件下施工时仍然存在许多安全隐患，主要是冒顶、坍塌事故。锚注支护技术将注浆锚杆(索)变为全长锚固，填充围岩裂隙，将破碎的围岩一体化，显著提升围岩完整性与力学性能，大量工程实践表明，锚注支护技术是维护巷道围岩稳定性，减少冒顶事故的一种有效措施。
3.在对围岩裂隙进行注浆加固时，一般根据注浆压力大小判断作为注浆是否完成的标志，需要通过监测注浆压力，及时关闭注浆泵，停止注浆。现有的注浆压力监测技术主要依靠注浆泵上的压力表进行人工判断识别。实际注浆过程中，由于井下环境复杂，人工判别常有较大误差，压力过小时停止会导致注浆量不足，注浆效果较差；压力过大会导致出现漏浆、串浆等现象，甚至引发安全事故。


技术实现要素：

4.为有效解决传统注浆停止方法过度依赖人工判别的问题，本发明设计了一种注浆锚杆自动精确控压装置，尤其适合于矿山井巷、隧道以及地下工程等锚注支护注浆压力过高时及时停止注浆，从而实现安全高效注浆。
5.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种注浆锚杆自动精确控压装置,包括上夹持器、下夹持器、爆破片、弹簧、金属块和耐高压金属管，其中
6.所述上夹持器和下夹持器均采用耐高压金属制成，设计为长方体，上夹持器下端及下夹持器上端设有方形开口，二者通过四个角的螺栓紧固；所述上夹持器一侧面开有一方形小口；所述下夹持器底部设计有凹槽，用于固定落下的爆破片与金属块，左右两侧分别开有一圆形孔，孔内设计有内丝，和耐高压金属管外丝配合；
7.所述爆破片采用矩形平板脱落式爆破片，安装在下夹持器顶部，与下夹持器构成浆液流通管路；当管路内注浆压力大于爆破片预定值时，爆破片沿支承边缘撕开，整体脱落；
8.所述弹簧为圆柱形压缩弹簧，其主要作用为当爆破片脱落时，弹簧恢复原状从而将金属块及脱落的爆破片顶入下夹持器的凹槽内，阻止浆液继续流动；
9.所述金属块为实心长方体，尺寸与上夹持器内部契合；当爆破片脱落后，金属块在自身重力及弹簧的作用下迅速下落到下夹持器的凹槽内，堵塞注浆管路，阻止浆液流动；
10.所述耐高压金属管为浆液流通管路，管路外侧设置有外丝，与下夹持器两侧边圆形开孔内丝宽度一致并相互配合。
11.进一步的，所述上夹持器和下夹持器，能提供足够的压紧力，保证整个装置的密封性能。
12.进一步的，所述爆破片脱落后不产生碎片，有效泄放面积大，具有较好的耐疲劳性。
13.进一步的，所述金属块尺寸与下夹持器的凹槽契合，落入下夹持器的凹槽内时四周无明显缝隙。
14.进一步的，装置两侧的耐高压金属管可通过快插固定在注浆管路上。
15.本发明的有益效果是：
16.1)利用爆破片实现对压力的自动精确控制，所述爆破片是一种由进出口介质压差作用驱使爆破片破裂而自动泄压的装置，在设定爆破温度下，爆破片两侧压力差达到预定值时，爆破片即刻动作，及时泄放压力；
17.2)装置结构简单，性能可靠，可以在注浆压力过大时迅速做出反应，停止注浆，从而实现安全高效注浆。
18.3)本装置具有比传统注浆压力监测方法更精确的效果以及更便利的安装方式。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1是一种注浆锚杆自动精确控压装置在爆破片脱落前的剖面图。
21.图2是图1所示的一种注浆锚杆自动精确控压装置在爆破片脱落后的剖面图。
22.其中，附图标记说明如下：
23.1.上夹持器；2.下夹持器3.弹簧；4.金属块；5.螺栓；6.爆破片；7.耐高压金属管；8.水泥浆液。
具体实施方式
24.下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
25.如图1和2所示，一种注浆锚杆自动精确控压装置,包括上夹持器、下夹持器、爆破片、弹簧、金属块和耐高压金属管，其中
26.所述上夹持器和下夹持器均采用耐高压金属制成，二者通过四个角的螺栓紧固，能提供足够的压紧力，保证整个装置的密封性能。上、下夹持器设计为长方体，便于拧转。上夹持器下端及下夹持器上端设有方形开口，便于金属块在夹持器中活动。所述上夹持器一侧面也开有一方形小口，井下注浆施工人员可以通过此开口观察金属块是否掉入下夹持器，以此判断注浆泵关闭时机。所述下夹持器左右两侧分别开有一圆形孔，孔内设计有内丝，和耐高压金属管外丝配合。下夹持器底部设计有凹槽，用于固定落下的爆破片与金属块。
27.所述弹簧为圆柱形压缩弹簧，其主要作用为当爆破片脱落时，自身恢复原状从而将金属块及脱落的爆破片顶入下夹持器的凹槽内，阻止浆液继续流动。
28.所述爆破片是一种由进出口介质压差作用驱使爆破片破裂而自动泄压的装置，在
设定爆破温度下，爆破片两侧压力差达到预定值时，爆破片即刻动作，及时泄放压力介质。本装置爆破片采用矩形平板脱落式爆破片，当管路内注浆压力大于爆破片预定值时爆破片沿支承边缘撕开，整体脱落飞出。这种爆破片的优点是脱落后不产生碎片，有效泄放面积大，适用于绝大多数场合，且具有较好的耐疲劳性。
29.所述金属块为实心长方体，整体采用耐高压金属材料制成，尺寸与夹持器内部契合，金属块放入夹持器后，四周无明显缝隙。当爆破片脱落后，金属块在自身重力及弹簧的作用下迅速下落到下夹持器的凹槽内，堵塞注浆管路，阻止浆液流动，完成控压。
30.所述耐高压金属管为浆液流通管路，管路一端外侧设置有外丝，与下夹持器两侧边圆形开孔内丝配合。外丝与内丝宽度一致，当金属管完全拧入时，不会阻挡金属块及爆破片下落。
31.一种注浆锚杆(索)自动精确控压装置的具体使用步骤如下：
32.步骤1.将弹簧和金属块按顺序从上夹持器下口放入，先放入弹簧，再放入金属块。
33.步骤2.将上夹持器、爆破片和下夹持器的四个角通过螺母连接，提供一定的压紧力和密封性。然后将装置两侧的耐高压金属管通过螺纹紧固在装置上，安装时可以使用生料带加以辅助，增强管件接口的密闭性，防止漏浆现象的产生。
34.步骤3.将装置两侧的耐高压金属管通过快插固定在注浆管路上，启动注浆泵进行注浆。当管路内注浆压力大于爆破片预定值时，爆破片立刻脱落，从装置侧面开口可以注意到此时弹簧迅速从压缩状态恢复原状，同时也将金属块与脱落的爆破片顶入下夹持器的凹槽内，金属块堵住注浆管路，阻止浆液继续注入煤岩体内，完成注浆压力自动精确控制。
35.以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和本发明的实用性。