本申请涉及一种多层采空区分段注浆治理施工工艺，涉及采空区治理的领域，其包括以下步骤：准备工作，确定采空区土质分层和土质强度，针对不同的土质配制对应比例的灌注泥浆；定点成孔，对采空区周围环境和施工条件分析，确定灌注孔位置，并在对应地点钻孔；安装多级注浆装置，在灌注孔内安装多级注浆装置，并对多级注浆装置进行调试，在多级注浆装置上对应安装注浆装置和气泵，保证多级注浆装置可以正常使用；注浆成型，通过多级注浆装置对采空区进行注浆施工；结束工作，对采空区内灌注泥浆进行养护，养护完成后对灌注孔封口填平。本申请具有降低多层采空区分段注浆工艺难度，减少操作步骤和施工难度的效果。
1.一种多层采空区分段注浆治理施工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
准备工作：确定采空区(1)土质分层和土质强度，针对不同的土质配制对应比例的灌注泥浆；定点成孔：对采空区(1)周围环境和施工条件分析，确定灌注孔(2)位置，并在对应地点钻孔；安装多级注浆装置(3)：在灌注孔(2)内安装多级注浆装置(3)，并对多级注浆装置(3)进行调试，在多级注浆装置(3)上对应安装注浆装置和气泵，保证多级注浆装置(3)能够正常使用；
注浆成型：通过多级注浆装置(3)对采空区(1)进行注浆施工；
结束工作：对采空区(1)内灌注泥浆进行养护，养护完成后对灌注孔(2)封口填平；
多级注浆装置(3)工作时，先将多级注浆装置(3)安装在灌注孔(2)上，将抵接套筒(33)顶部调整至与底层采空区(1)顶部齐平，之后将封堵机构(35)套设在固定套筒(32)上，封堵机构(35)沿第一滑槽(321)滑动，封堵机构(35)滑动至抵接套筒(33)上方并与抵接套筒(33)抵接，气囊(351)底部与底层采空区(1)顶部齐平，之后启动注浆装置和气泵，注浆装置和气泵开始工作，将对应的泥浆通过转动套筒(34)和抵接套筒(33)灌注至采空区(1)底层，泥浆经过转动套筒(34)内腔流向喷头(331)，控制器控制安装在喷头(331)内的电子单向阀(4)打开，泥浆通过喷头(331)灌注至采空区(1)底层，同时转动套筒(34)转动，带动叶轮(332)转动，叶轮(332)对灌注在采空区(1)内的泥浆进行搅拌，对应的灌注泥浆灌注满采空区(1)底层后，注浆装置停止工作，控制器控制安装在喷头(331)内的电子单向阀(4)关闭，控制器控制安装在连通口(341)内的电子单向阀(4)开启，同时调整转动套筒(34)角度，使得喷气口(322)、连通口(341)以及出气孔(355)相互连通，之后气泵开始工作，将气体通过出气孔(355)导入气囊(351)内，气囊(351)充气膨胀直至气囊(351)周侧与采空区(1)内壁抵接，之后转动转动套筒(34)，转动套筒(34)带动抵接套筒(33)转动，保证滑块(354)可以沿第一滑槽(321)滑至第二滑槽(333)内，滑块(354)继续沿第二滑槽(333)滑动并带动气囊(351)脱离抵接套筒(33)，之后将转动套筒(34)上提，转动套筒(34)带动抵接套筒(33)和固定套筒(32)上提，直至喷头(331)处于气囊(351)顶部，之后将快干混凝土通过转动套筒(34)和抵接套筒(33)灌注至环状气囊(351)中心，当快干混凝土液面与气囊(351)顶面齐平后，停止快干混凝土灌注，待快干混凝土凝固后，重复上述步骤，对气囊(351)以上的采空区(1)灌注对应泥浆，灌注过程中，在泥浆重力作用下，压迫气囊(351)与钢筋(353)接触，钢筋(353)将气囊(351)破坏，钢筋(353)两端分别插设在上下两层泥浆内。
2.根据权利要求1所述的多层采空区分段注浆治理施工工艺，其特征在于：所述多级注浆装置(3)包括封堵块(31)、固定套筒(32)、抵接套筒(33)、转动套筒(34)以及封堵机构(35)；所述封堵块(31)盖设在灌注孔(2)顶部，所述封堵块(31)上转动连接有转动套筒(34)，所述转动套筒(34)周侧穿设在固定套筒(32)内，所述固定套筒(32)固定连接在封堵块(31)上，所述固定套筒(32)穿设在灌注孔(2)和采空区(1)内；
所述固定套筒(32)周侧设置有封堵机构(35)，所述封堵机构(35)底部抵接在抵接套筒(33)上，所述抵接套筒(33)固定套设在转动套筒(34)底部。
3.根据权利要求2所述的多层采空区分段注浆治理施工工艺，其特征在于：所述转动套筒(34)内开设有数个均匀分布的连通口(341)，数个所述连通口(341)均与转动套筒(34)内腔连通；所述转动套筒(34)内腔远离抵接套筒(33)的一端连通有注浆装置和气泵。
4.根据权利要求3所述的多层采空区分段注浆治理施工工艺，其特征在于：所述抵接套筒(33)底部设置有喷头(331)，所述喷头(331)与转动套筒(34)内腔连通；
所述抵接套筒(33)周侧开设有数个均匀分布的第二滑槽(333)，数个所述第二滑槽(333)的数量与数个所述连通口(341)的数量相同。
5.根据权利要求4所述的多层采空区分段注浆治理施工工艺，其特征在于：所述固定套筒(32)周侧开设有数个均匀分布的喷气口(322)，数个所述喷气口(322)数量与数个所述连通口(341)数量相同；
数个所述喷气口(322)分别与数个所述连通口(341)数量对应连通。
6.根据权利要求5所述的多层采空区分段注浆治理施工工艺，其特征在于：所述固定套筒(32)周侧开设有数个均匀分布的第一滑槽(321)，数个所述第一滑槽(321)数量与数个所述喷气口(322)数量相同，数个所述第一滑槽(321)分别与数个所述喷气口(322)连通。
7.根据权利要求6所述的多层采空区分段注浆治理施工工艺，其特征在于：所述封堵机构(35)包括气囊(351)，所述气囊(351)上固定连接有数个均匀分布的滑块(354)，数个所述滑块(354)数量与数个所述喷气口(322)数量相同；
数个所述滑块(354)上开设有数个贯穿设置的出气孔(355)，数个所述出气孔(355)一端与气囊(351)内腔连通，数个所述出气孔(355)远离气囊(351)内腔的一端与对应喷气口(322)连通。
8.根据权利要求7所述的多层采空区分段注浆治理施工工艺，其特征在于：所述气囊(351)内腔固定安装有数个均分布的固定块(352)，数个所述固定块(352)上均套设有钢筋(353)，所述钢筋(353)与对应所述固定块(352)滑动连接。
9.根据权利要求4所述的多层采空区分段注浆治理施工工艺，其特征在于：数个所述连通口(341)和所述喷头(331)内均安装有电子单向阀(4)，数个所述电子单向阀(4)分别用于对应控制连通口(341)和喷头(331)连通和封堵状态。
10.根据权利要求9所述的多层采空区分段注浆治理施工工艺，其特征在于：所述封堵块(31)上安装有控制器，所述控制器与数个所述电子单向阀(4)电连接，所述控制器用于控制数个所述电子单向阀(4)的开启和关闭。
多层采空区分段注浆治理施工工艺
技术领域
[0001] 本申请涉及采空区治理的领域，尤其是涉及一种多层采空区分段注浆治理施工工艺。
背景技术
[0002] 采空区是在矿山经开采过后，留下的一些采场、硐室、巷道等采空区，采空区的分布在垂直方向上具有多层性，在水平方向上具有不确定性。采空区的地表容易发生不均匀沉降，最后甚至塌陷，进而极其容易产生安全事故。
[0003] 目前对采空区的常用治理方法为注浆法，然而现有采空区由于其垂直方向上具有的多层性和不确定性，导致在向采空区内注浆时，需要分段注浆，对于不同层区的采空区采用不同规格和比例的泥浆进行灌注，灌注过程需要多次成孔灌注，施工工艺复杂。
[0004] 针对上述中的相关技术，发明人认为现阶段的多层采空区分段注浆工艺复杂，操作难度大。
发明内容
[0005] 为了降低多层采空区分段注浆工艺难度，减少操作步骤和施工难度，本申请提供一种多层采空区分段注浆治理施工工艺。
[0006] 本申请提供的一种多层采空区分段注浆治理施工工艺，采用如下的技术方案：
[0007] 一种多层采空区分段注浆治理施工工艺，包括以下步骤：
[0008] 准备工作：确定采空区土质分层和土质强度，针对不同的土质配制对应比例的灌注泥浆；
[0009] 定点成孔：对采空区周围环境和施工条件分析，确定灌注孔位置，并在对应地点钻孔；
[0010] 安装多级注浆装置：在灌注孔内安装多级注浆装置，并对多级注浆装置进行调试，在多级注浆装置上对应安装注浆装置和气泵，保证多级注浆装置可以正常使用；
[0011] 注浆成型：通过多级注浆装置对采空区进行注浆施工；
[0012] 结束工作：对采空区内灌注泥浆进行养护，养护完成后对灌注孔封口填平。
[0013] 通过采用上述技术方案，针对采空区分层土质配置不同比例的灌注泥浆，并在对应施工地点钻孔，完成灌注孔的施工，之后在灌注孔内安装多级注浆装置，通过多级注浆装置对不同采空区的土层进行灌注对应针对的泥浆，对应提高灌注泥浆在采空区内的强度，降低多层采空区分段注浆工艺难度，减少操作步骤和施工难度。
[0014] 可选的，所述多级注浆装置包括封堵块、固定套筒、抵接套筒、转动套筒以及封堵机构；
[0015] 所述封堵块盖设在灌注孔顶部，所述封堵块上转动连接有转动套筒，所述转动套筒周侧穿设在固定套筒内，所述固定套筒固定连接在封堵块上，所述固定套筒穿设在灌注孔和采空区内；
[0016] 所述固定套筒周侧设置有封堵机构，所述封堵机构底部抵接在抵接套筒上，所述抵接套筒固定套设在转动套筒底部。
[0017] 通过采用上述技术方案，设置封堵块，封堵块对灌注孔孔口进行封堵，避免杂质通过灌注孔进入采空区内。转动套筒转动连接在封堵块上，转动套筒进而带动抵接套筒转动，保证多级注浆装置正常工作。
[0018] 可选的，所述转动套筒内开设有数个均匀分布的连通口，数个所述连通口均与转动套筒内腔连通；
[0019] 所述转动套筒内腔远离抵接套筒的一端连通有注浆装置和气泵。
[0020] 通过采用上述技术方案，在转动套筒上开设连通口，连通口与转动套筒内腔连通，方便将转动套筒内的空气和泥浆通过连通口导出。
[0021] 可选的，所述抵接套筒底部设置有喷头，所述喷头与转动套筒内腔连通；
[0022] 所述喷头周侧固定套设有叶轮；
[0023] 所述抵接套筒周侧开设有数个均匀分布的第二滑槽，数个所述第二滑槽的数量与数个所述连通口的数量相同。
[0024] 通过采用上述技术方案，喷头与转动套筒内腔连通，使得转动套筒内的泥浆通过喷头灌注到采空区内，同时通过在喷头周侧固定套设叶轮，通过转动套筒转动带动叶轮转动，通过叶轮转动对灌注泥浆进行搅拌，避免泥浆在采空区内发生沉淀，进而影响泥浆对采空区的灌注效果。在抵接套筒周侧开设第二滑槽，通过转动套筒转动带动抵接套筒转动，实现第二滑槽和第一滑槽的相互配合，当第一滑槽和第二滑槽配合时，封堵机构沿第一滑槽滑向第二滑槽并最终从第二滑槽脱落，方便封堵机构后续固定上下两层灌注的泥浆。
[0025] 可选的，所述固定套筒周侧开设有数个均匀分布的喷气口，数个所述喷气口数量与数个所述连通口数量相同；
[0026] 数个所述喷气口分别与数个所述连通口数量对应连通。
[0027] 通过采用上述技术方案，喷气口与连通口连通，方便将转动套筒内的空气和泥浆通过连通口和喷气口导出。
[0028] 可选的，所述固定套筒周侧开设有数个均匀分布的第一滑槽，数个所述第一滑槽数量与数个所述喷气口数量相同，数个所述第一滑槽分别与数个所述喷气口连通。
[0029] 可选的，所述封堵机构包括气囊，所述气囊上固定连接有数个均匀分布的滑块，数个所述滑块数量与数个所述喷气口数量相同；
[0030] 数个所述滑块上开设有数个贯穿设置的出气孔，数个所述出气孔一端与气囊内腔连通，数个所述出气孔远离气囊内腔的一端与对应喷气口连通。
[0031] 通过采用上述技术方案，喷气口通过出气孔与气囊内腔连通，空气通过喷气口和出气孔进入气囊内腔，将气囊内腔充满，保证气囊外壁与采空区内壁抵接，实现对采空区分层隔离的效果，对避免不同类型的泥浆灌注时相互混合，影响灌注效果。
[0032] 可选的，所述气囊内腔固定安装有数个均分布的固定块，数个所述固定块上均套设有钢筋，所述钢筋与对应所述固定块滑动连接。
[0033] 通过采用上述技术方案，设置固定块并在固定块上套设钢筋，钢筋对气囊有支撑作用，同时当气囊上承受上层泥浆压力时，气囊被钢筋破坏，同时钢筋两端分别插入上下两层泥浆内，对上下两层泥浆起到连接作用，提高分层泥浆之间的连接紧固。
[0034] 可选的，数个所述连通口和所述喷头内均安装有电子单向阀，数个所述电子单向阀分别用于对应控制连通口和喷头连通和封堵状态。
[0035] 通过采用上述技术方案，在连通口和喷头内安装电子单向阀，对连通口内空气的流动方向起到限制，对喷头内的泥浆流动方向起到限制，保证空气始终向气囊内流动，保证泥浆始终向采空区内流动，避免空气和泥浆发生回流，进而影响多级注浆装置的正常工作。
[0036] 可选的，所述封堵块上安装有控制器，所述控制器与数个所述电子单向阀电连接，所述控制器用于控制数个所述电子单向阀的开启和关闭。
[0037] 通过采用上述技术方案，控制器与电子单向阀电连接，通过控制器来控制电子单向阀的开启和关闭，提高多级注浆装置的智能控制。
[0038] 综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
[0039] 1.针对采空区分层土质配置不同比例的灌注泥浆，并在对应施工地点钻孔，完成灌注孔的施工，之后在灌注孔内安装多级注浆装置，通过多级注浆装置对不同采空区的土层进行灌注对应针对的泥浆，对应提高灌注泥浆在采空区内的强度，降低多层采空区分段注浆工艺难度，减少操作步骤和施工难度；
[0040] 2.设置封堵块，封堵块对灌注孔孔口进行封堵，避免杂质通过灌注孔进入采空区内。转动套筒转动连接在封堵块上，转动套筒进而带动抵接套筒转动，保证多级注浆装置正常工作；
[0041] 3.喷头与转动套筒内腔连通，使得转动套筒内的泥浆通过喷头灌注到采空区内，同时通过在喷头周侧固定套设叶轮，通过转动套筒转动带动叶轮转动，通过叶轮转动对灌注泥浆进行搅拌，避免泥浆在采空区内发生沉淀，进而影响泥浆对采空区的灌注效果。在抵接套筒周侧开设第二滑槽，通过转动套筒转动带动抵接套筒转动，实现第二滑槽和第一滑槽的相互配合，当第一滑槽和第二滑槽配合时，封堵机构沿第一滑槽滑向第二滑槽并最终从第二滑槽脱落，方便封堵机构后续固定上下两层灌注的泥浆。
附图说明
[0042] 图1是本申请实施例的结构示意图；
[0043] 图2是本申请实施例多级注浆装置的结构示意图；
[0044] 图3是本申请实施例多级注浆装置的内部结构示意图；
[0045] 图4是本申请实施例的A处放大图。
[0046] 附图标记说明：1、采空区；2、灌注孔；3、多级注浆装置；31、封堵块；32、固定套筒；321、第一滑槽；322、喷气口；33、抵接套筒；331、喷头；332、叶轮；333、第二滑槽；34、转动套筒；341、连通口；35、封堵机构；351、气囊；352、固定块；353、钢筋；354、滑块；355、出气孔；4、电子单向阀。
具体实施方式
[0047] 以下结合附图1‑4对本申请作进一步详细说明。
[0048] 本申请实施例公开一种多层采空区分段注浆治理施工工艺。
[0049] 参照图1和图2，多层采空区1分段注浆治理施工工艺包括以下步骤：
[0050] 准备工作：确定采空区1土质分层和土质强度，针对不同的土质配制对应比例的灌注泥浆，保证灌注对应采空区1分层的灌注泥浆强度。
[0051] 定点成孔：对采空区1周围环境和施工条件分析，确定灌注孔2位置，并在对应地点钻孔，灌注孔2孔径不小于130毫米，灌注孔2钻孔完成后需要对灌注孔2进行冲洗，对于地质强度低，地质松软的土质分层不进行冲洗。
[0052] 安装多级注浆装置3：在灌注孔2内安装多级注浆装置3，并对多级注浆装置3进行调试，在多级注浆装置3上对应安装注浆装置和气泵，保证多级注浆装置3可以正常使用。
[0053] 参照图1和图2，多级注浆装置3包括封堵块31，封堵块31盖设在灌注孔2顶部，封堵块31上固定安装有固定套筒32，固定套筒32穿设在灌注孔2和采空区1内，固定套筒32上开设有数个均匀分布的喷气口322，喷气口322数量为四个，喷气口322轴线方向与固定套筒32轴线方向相互垂直。固定套筒32外壁上开设有数个均匀分布的第一滑槽321，第一滑槽321数量有喷气口322数量相同，第一滑槽321与喷气口322一端连通，第一滑槽321导向方向与固定套筒32轴线方向相同，第一滑槽321上滑动安装有封堵机构35，封堵机构35穿设在采空区1内的固定套筒32上。
[0054] 参照图2和图3，固定套筒32内紧密抵接有转动套筒34，转动套筒34一端转动连接在封堵块31上，转动连接在封堵块31一端的转动套筒34上连通有注浆装置和气泵，转动套筒34周侧开设有数个均匀分布的连通口341，连通口341数量与喷气口322数量相同，连通口341一端对应与喷气口322远离第一滑槽321的一端连通，连通口341另一端与转动套筒34内腔连通，连通口341内安装有电子单向阀4，电子单向阀4用于控制连通口341的连通和封堵状态，电子单向阀4与控制器电连接，控制器安装在封堵块31上。
[0055] 参照图3和图4，转动套筒34远离注浆装置和气泵的一端固定连接有抵接套筒33，抵接套筒33套设在转动套筒34上，抵接套筒33与转动套筒34固定连接，抵接套筒33上开设有数个第二滑槽333，第二滑槽333数量与第一滑槽321数量相同，第二滑槽333导向方向与第一滑槽321导向方向相同，封堵机构35可沿第一滑槽321滑动至第二滑槽333上，并在第二滑槽333上继续滑动，直至封堵机构35脱离第二滑槽333。抵接套筒33底部固定连接有喷头331，喷头331与转动套筒34内腔连通，喷头331内安装有电子单向阀4，电子单向阀4用于控制喷头331的连通和封堵状态，电子单向阀4与控制器电连接。喷头331周侧固定套设有叶轮
332。
[0056] 参照图2和图3，封堵机构35包括数个滑块354，数个滑块354数量与第一滑槽321数量相同，四个滑块354对应滑动安装在四个第一滑槽321内，四个滑块354均可沿第一滑槽321滑动至第二滑槽333上，并在第二滑槽333上继续滑动，直至滑块354脱离第一滑槽321，四个滑块354均固定安装在气囊351上，四个滑块354上均贯穿开设有出气孔355，出气孔355一端与喷气口322连通，出气孔355另一端与气囊351内腔连通，气囊351为圆环状并设置在固定套筒32周侧。气囊351充气展开后，气囊351外壁与采空区1内壁抵接。气囊351内固定安装有数个均匀分布的固定块352，固定块352上套设有钢筋353，钢筋353与固定块352滑动连接。
[0057] 多级注浆装置3工作时，先将多级注浆装置3安装在灌注孔2上，将抵接套筒33顶部调整至与底层采空区1顶部齐平，之后将封堵机构35套设在固定套筒32上，封堵机构35沿第一滑槽321滑动，封堵机构35滑动至抵接套筒33上方并与抵接套筒33抵接，气囊351底部与底层采空区1顶部齐平，之后启动注浆装置和气泵，注浆装置和气泵开始工作，将对应的泥浆通过转动套筒34和抵接套筒33灌注至采空区1底层，泥浆经过转动套筒34内腔流向喷头331，控制器控制安装在喷头331内的电子单向阀4打开，泥浆通过喷头331灌注至采空区1底层，同时转动套筒34转动，带动叶轮332转动，叶轮332对灌注在采空区1内的泥浆进行搅拌，对应的灌注泥浆灌注满采空区1底层后，注浆装置停止工作，控制器控制安装在喷头331内的电子单向阀4关闭，控制器控制安装在连通口341内的电子单向阀4开启，同时调整转动套筒34角度，使得喷气口322、连通口341以及出气孔355相互连通，之后气泵开始工作，将气体通过出气孔355导入气囊351内，气囊351充气膨胀直至气囊351周侧与采空区1内壁抵接，之后转动转动套筒34，转动套筒34带动抵接套筒33转动，保证滑块354可以沿第一滑槽321滑至第二滑槽333内，滑块354继续沿第二滑槽333滑动并带动气囊351脱离抵接套筒33，之后将转动套筒34上提，转动套筒34带动抵接套筒33和固定套筒32上提，直至喷头331处于气囊
351顶部，之后将快干混凝土通过转动套筒34和抵接套筒33灌注至环状气囊351中心，当快干混凝土液面与气囊351顶面齐平后，停止快干混凝土灌注，待快干混凝土凝固后，重复上述步骤，对气囊351以上的第二层采空区1灌注对应泥浆，灌注过程中，在泥浆重力作用下，压迫气囊351与钢筋353接触，钢筋353将气囊351破坏，钢筋353两端分别插设在上下两层泥浆内。
[0058] 注浆成型：重复上述的注浆步骤，通过多级注浆装置3对采空区1进行注浆施工，直至注入泥浆灌满采空区1。
[0059] 结束工作：对采空区1内灌注泥浆进行养护，养护完成后通过混凝土将灌注孔2封堵，保证采空区1上方路面平整，完成对多层采空区1的分段注浆治理施工。
[0060] 以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
