一种矿下用钻孔灌注分流器的制作方法

1.本实用新型属于矿下用钻孔灌注设备技术领域，具体涉及一种矿下用钻孔灌注分流器。

背景技术：

2.钻孔灌浆技术是目前煤矿井下防灭火中的常用手段之一，也是井下充填方法之一。
3.例如，专利号为“cn201420734889.1”的本实用新型专利，公开了一种施工钻孔作业快速灌浆装置公开了一种利用现有冲击钻的动力，进行钻孔灌浆作业的装置，其特征在于滚轮置于车架上，车架置于固定架下方，主滑轨与辅助滑轨平行且分别置于固定架上，夹持板一侧置于主滑轨上，另一侧置于辅助滑轨上，固定槽置于固定架上，所述螺旋杆置于固定槽内，且一端置于夹持板上，螺旋推进筒一端置于固定架上，螺旋推进轴一端通过固定轴承置于螺旋推进筒顶端，另一端通过连接轴承置于螺旋推进筒底端，且穿过连接轴承和连接轴相连接，入口槽置于水泥灌浆桶上，移动封板插入入口槽内，水泥灌浆桶置于螺旋推进筒上方，且通过入口槽和螺旋推进筒相连通，灌浆出口置于螺旋推进筒顶端上，且和灌浆管相连通。
4.从上述现有技术中可以看到，目前常用的灌浆设备通常只具有一个灌浆口，在灌浆操作过程中，作业者通过灌浆出口对孔进行单个灌注，工作效率低下。

技术实现要素：

5.本实用新型提供了一种矿下用钻孔灌注分流器，用以解决现有技术中常用的灌浆设备通常只具有一个灌浆口，在灌浆操作过程中，作业者通过灌浆出口对孔进行单个灌注，工作效率低下的技术问题。
6.为解决上述技术问题，本实用新型实施例所公开的一种矿下用钻孔灌注分流器，安装在矿下的注浆管路的端部，以向灌浆点进行灌浆，包括：
7.主管道，其一端与所述注浆管路的端部连通；
8.分流器，其内部具有空腔，所述主管道的另一端连通所述空腔；
9.多根分流管，排布在所述分流器的侧壁上，且各所述分流管的一端分别与所述空腔连通，用于将所述空腔内的浆液分流至多个预置灌注孔中。
10.可选的，在所述分流管上设置阀门，所述阀门用于开启或关闭所述分流管。
11.可选的，所述阀门为电磁阀门或手动阀门。
12.可选的，在所述分流管上设置有压力表，所述压力表用于检测所述分流管内的浆液的压力。
13.可选的，所述分流器包括：
14.主管路，其一端与所述注浆管路的端部连通；
15.分流器身，其一端与所述主管路的一端连通；所述分流管设置在所述分流器身的
侧壁上，且与所述分流器身的内部空腔连通；
16.分流器尾，其一端与所述分流器身的另一端连通，另一端与外界连通，在所述分流器尾上设置有阀门，所述阀门用于开启或关闭所述分流器尾。
17.可选的，在所述分流器尾设置有清渣口，所述清渣口用于清理位于所述分流器内部的残渣，所述阀门用于开启或关闭所述清渣口。
18.可选的，所述分流管与所述分流器身倾斜设置，且所述分流管沿所述分流器身内的浆液流向倾斜，所述分流管与所述分流器身之间的夹角范围为45
°‑
90
°
。
19.可选的，所述主管道的直径与所述分流管的直径之间通过预定方式设置，所述预定方式包括：
20.获取灌浆点的灌浆参数，其中，所述灌浆参数包括：灌浆量、灌浆孔的直径、预定灌浆时间；
21.基于所述灌浆参数，计算所述主管道的浆液流量，并基于所述浆液流量确定所述主管道的直径；
22.根据所述主管道的直径、所述浆液流量、所述浆液流量对应的管道压力，获取所述分流管的设置参数，其中，所述设置参数包括：分流管的数量、分流管的直径；
23.为所述主管道配置与所述设置参数对应的分流管。
24.可选的，所述基于所述浆液流量确定所述主管道的直径中，采用预定算法确定，所述预定算法为：
25.d＝18.81w
0.5
u-0.5
p-0.5
26.式中，d为管道的直径，mm；w管内截止的质量流量，kg/h；v0为管内介质的体积流量，m3/h；p为介质在工作条件下的密度，kg/m3，u为介质在管内的平均流速m/s。
27.可选的，根据所述主管道的直径、所述浆液流量、所述浆液流量对应的管道压力，获取所述分流管的设置参数中，通过预定方法确定分流管的设置参数，所述预定方法为：
28.计算主管道的管内压力,计算方法为：
29.p1＝(d1-d2)[σ]/(d2)
[0030]
式中，p1为主管道内承受的压力(kgf/cm2),kgf表示千克力，1kgf压强的含义是在地表质量为1kg的物体收到的重力大小；d1为钢管外直径；d2为主管道内直径；n为安全系数，n＝1.5-2.0；σ为主管道材料屈服强度；[σ]为主管道材料许用应力([σ]＝σ/n)；
[0031]
计算分流管的管内压力p2,计算方法与计算主管道的管内压力的方法相同；
[0032]
分流管的数量为n；根据公式：n
×
p2》p1，获取n的数量。
[0033]
可选的，本技术还提供了一种采用上述矿下用钻孔灌注分流器的制浆系统，该设备安装有上述的钻孔灌注分流器。
[0034]
本实用新型实施例所公开的一种矿下用钻孔灌注分流器，安装在矿下的注浆管路的端部，以向灌浆点进行灌浆，包括：主管道，其一端与所述注浆管路的端部连通；分流器，其内部具有空腔，所述主管道的另一端连通所述空腔；多根分流管，排布在所述分流器的侧壁上，且各所述分流管的一端分别与所述空腔连通，用于将所述空腔内的浆液分流至多个预置灌注孔中。通过在注浆管路的端部增设分流器，作业者可以一次性灌注多个灌注孔，只需要将分流管对准灌注孔即可，即一个分流管道对准一个灌注孔，可见，本技术的矿下用钻孔灌注分流器操作简单，只需一名值守人员即可实现浆液分流和控制，以保证灌浆工作的
连续性，提高了工作效率，并大大减轻了工人的劳动强度。
附图说明
[0035]
图1是本实施例提供的一种矿下用钻孔灌注分流器的剖视结构示意图。
[0036]
图2是本实施例提供的一种矿下用钻孔灌注分流器的结构示意图。
[0037]
图3是本实施例提供的另一种矿下用钻孔灌注分流器的剖视结构示意图。
[0038]
图4是本实施例提供的一种矿下用钻孔灌注分流器的透视结构示意图。
[0039]
图5是本实施例提供的又一种矿下用钻孔灌注分流器的剖视结构示意图。
[0040]
图6是本实施例提供的再一种矿下用钻孔灌注分流器的剖视结构示意图。
[0041]
图7是本实施例提供的主管道的直径与所述分流管的直径之间通过预定方式的方法流程图。
[0042]
图中，1.主管道；2.分流器；3.空腔；4.分流管；5.阀门；6.压力表；7.主管路；8.分流器身；9.分流器尾；10.清渣口。
具体实施方式
[0043]
下面将结合附图以及具体实施例对本实用新型作进一步详细的说明。
[0044]
参照图1-图7，图1是本实施例提供的一种矿下用钻孔灌注分流器的剖视结构示意图。图2是本实施例提供的一种矿下用钻孔灌注分流器的结构示意图。图3是本实施例提供的另一种矿下用钻孔灌注分流器的剖视结构示意图。图4是本实施例提供的一种矿下用钻孔灌注分流器的透视结构示意图。图5是本实施例提供的又一种矿下用钻孔灌注分流器的剖视结构示意图。图6是本实施例提供的再一种矿下用钻孔灌注分流器的剖视结构示意图。图7是本实施例提供的主管道的直径与所述分流管的直径之间通过预定方式的方法流程图。
[0045]
目前，钻孔灌浆技术是目前煤矿井下防灭火中的常用手段之一，也是井下充填方法之一。由于井下条件的特殊性和充填区域的隐蔽性，灌浆时，单孔灌浆量难以确定，长期以来，井下灌浆难以稳定持续，资源浪费并且增加时间成本。
[0046]
本实用新型实施例所公开的本实用新型实施例所公开的本实用新型实施例所公开的一种矿下用钻孔灌注分流器，安装在矿下的注浆管路的端部，以向灌浆点进行灌浆，包括：主管道1，其一端与所述注浆管路的端部连通；分流器2，其内部具有空腔3，所述主管道1的另一端连通所述空腔3；多根分流管4，排布在所述分流器2的侧壁上，且各所述分流管4的一端分别与所述空腔3连通，用于将所述空腔3内的浆液分流至多个预置灌注孔中。
[0047]
本示例实施方式中，上述注浆管路可以是现有的矿下使用的注浆管路，可以将本技术中的分流器2通过主管道1连接在现有的注浆管路上，本技术的重点在于，如何能够提高现有的采用管道依次对灌注孔进行灌浆，因此，本技术中设置有多根分流管4，可以同时对多个灌注孔进行灌浆，进而提高灌浆效率。
[0048]
本示例实施方式中，上述分流管4的数量可以是2根，也可以是3根，亦或者4根或5根，本技术不对上述分流管4的数量做限制，当采用两根分流管4时，将两根分流管4分别安装在分流器2的侧壁上，二者形成组件，具体的，可以采用焊接连接，也可以采用分流器2与分流管4一体成型的方式制作上述组件；本技术不对分流管4与分流器2的连接方式做限定，
具体的，当上述分流管4的数量为5根时，分流管4可以选用阵列排布的方式排布在分流器2的侧壁上，当然，也可以根据实际的灌注孔的位置来设置上述分流管4在分流器2上的位置，如，存在三个灌注孔，依次为三个灌注孔进行编号：1、2、3，同时在分流器2上布置三根分流管4，即分流管41、分流管42、分流管43；采用分流管41为灌注孔1进行灌注，采用分流管42为灌注孔2进行灌注，采用分流管43为灌注孔3进行灌注。灌注孔1与灌注孔2之间的间距为10cm，灌注孔2与灌注孔3之间的间距为15cm，此时，分流管41与分流管42之间的间距为10cm，分流管42与分流管43之间的间距为15cm。可见，本技术的技术方案中，不仅仅可以实现批量制作，即将相邻的两根分流管4之间的距离设定为预定值，该预定值可以是15cm，也可以是20cm,具体的值本技术不做限定；另外，本技术的技术方案还可以为客户进行定制，根据客户的实际需求尺寸来设定上述预定值的大小。需要说明的是，本技术中，上述各个距离或者尺寸，均为解释本技术技术方案来设定，具体的值可以根据用户的实际使用需求来设定，并不仅仅限定在上述数值。
[0049]
本示例实施方式中，当分流管4数量较多时，主管道1以及注浆管路的流量受限于其自身的管道内径以及其自身的承压能力，因此，可以在各个分流器2上分别设置控制阀，该控制阀可以是矿下用电动控制阀，例如电磁阀，也可以是手动控制阀，如阀门5，作为优选的方式，上述阀门5优选为手动控制阀，一方面避免在矿下过多的使用电器，另一方面，手动控制阀的稳定性更高。之后，用户可以根据分流管4阀门5分别控制各个分流管4，进而避免分流管4开通过多而导致分流管4压力不足的问题。为了进一步提高本技术方案的使用便捷度，可以在各个分流管4上分别设置压力表6，实时监控各个分流管4的压力值，以使分流管4具有足够的压力来对灌浆孔进行灌浆，进而确保灌浆效率。可见，采用本技术的方案，管路压力显示直观体现钻孔灌注情况，再通过分流管4阀门5切换，实现连续有效灌注。
[0050]
本示例实施方式中，本实用新型实施例所公开的一种矿下用钻孔灌注分流器，安装在矿下的注浆管路的端部，以向灌浆点进行灌浆，包括：主管道1，其一端与所述注浆管路的端部连通；分流器2，其内部具有空腔3，所述主管道1的另一端连通所述空腔3；多根分流管4，排布在所述分流器2的侧壁上，且各所述分流管4的一端分别与所述空腔3连通，用于将所述空腔3内的浆液分流至多个预置灌注孔中。通过在注浆管路的端部增设分流器2，作业者可以一次性灌注多个灌注孔，只需要将分流管4对准灌注孔即可，即一个分流管4道对准一个灌注孔，可见，本技术的矿下用钻孔灌注分流器操作简单，只需一名值守人员即可实现浆液分流和控制，以保证灌浆工作的连续性，提高了工作效率，并大大减轻了工人的劳动强度。
[0051]
在一种具体实施方式中，在所述分流管4上设置阀门5，所述阀门5用于开启或关闭所述分流管4。
[0052]
本示例实施方式中，当分流管4数量较多时，主管道1以及注浆管路的流量受限于其自身的管道内径以及其自身的承压能力，因此，可以在各个分流器2上分别设置控制阀，该控制阀可以是矿下用电动控制阀，例如电磁阀，也可以是手动控制阀，如阀门5，作为优选的方式，上述阀门5优选为手动控制阀，一方面避免在矿下过多的使用电器，另一方面，手动控制阀的稳定性更高。之后，用户可以根据分流管4阀门5分别控制各个分流管4，进而避免分流管4开通过多而导致分流管4压力不足的问题。
[0053]
在一种具体实施方式中，所述阀门5为电磁阀门或手动阀门。作为优选的实施方
式，上述阀门5优选为手动控制阀，一方面避免在矿下过多的使用电器，另一方面，手动控制阀的稳定性更高。之后，用户可以根据分流管4阀门5分别控制各个分流管4，进而避免分流管4开通过多而导致分流管4压力不足的问题。
[0054]
在一种具体实施方式中，在所述分流管4上设置有压力表6，所述压力表6用于检测所述分流管4内的浆液的压力。
[0055]
上述压力表6可以直接采购获得，其作用是检测分流管4内的浆液的压力，本技术不对上述压力表6的种类、型号以及安装方式等做限定，具体的，可以根据压力表6使用说明获取。
[0056]
在一种具体实施方式中，所述分流器2包括：主管路7，其一端与所述注浆管路的端部连通；分流器身8，其一端与所述主管路7的一端连通；所述分流管4设置在所述分流器身8的侧壁上，且与所述分流器身8的内部空腔3连通；分流器尾9，其一端与所述分流器身8的另一端连通，另一端与外界连通，在所述分流器尾9上设置有阀门5，所述阀门5用于开启或关闭所述分流器尾9。
[0057]
参见图1所示，本实用新型实施例提供了一种矿下用钻孔灌注分流器，结构简单，主要包括：分流器身8和分流器尾9两部分，分别用以浆液分流和清渣。分流器身8采用5通支管道与主管道1配合，5通支管道分别配备阀门5和压力表6，便于观测支路压力和有效开闭；浆液沉渣则存储于分流器尾9便于清理。
[0058]
在一种具体实施方式中，在所述分流器尾9设置有清渣口10，所述清渣口10用于清理位于所述分流器2内部的残渣，所述阀门5用于开启或关闭所述清渣口10。
[0059]
本示例实施方式中，本实用新型实施例提供了一种矿下用钻孔灌注分流器，其操作简单方便，可广泛应用于井下钻孔灌浆管路。具有以下特点：1、分流器身8采用5通支路常开3个，2个备用；2、当一支路压力异常时可随时切换，便于灌浆接续；3、分流器尾9可储存沉渣，便于清理。
[0060]
在一种具体实施方式中，所述分流管4与所述分流器身8倾斜设置，且所述分流管4沿所述分流器身8内的浆液流向倾斜，所述分流管4与所述分流器身8之间的夹角范围为45
°‑
90
°
。
[0061]
本示例实施方式中，上述分流管4与分流器身8倾斜，灌浆时，浆液在分流器身8流动的过程中，可以沿着倾斜的方向进入至分流管4，可以有效的减缓浆液进分流管4的阻力，进而减缓分流管4承受的浆液压力。经过实验论证，二者的倾斜角度为75
°
时，上述浆液在分流管4中的流量与流速对分流管4管壁的压力最小。
[0062]
在一种具体实施方式中，所述主管道1的直径与所述分流管4的直径之间通过预定方式设置，所述预定方式包括：步骤s110-步骤s140。
[0063]
步骤s110.获取灌浆点的灌浆参数，其中，所述灌浆参数包括：灌浆量、灌浆孔的直径、预定灌浆时间。
[0064]
本示例实施方式中，上述灌浆量可以根据灌浆点的内径以及灌浆点的深度来计算得到，预定灌浆时间可以由用户自行规定，例如，10分钟，此时，根据灌浆量的大小以及灌浆时间，计算相应的灌浆流量，便可以获得相应的灌浆参数。
[0065]
步骤s120.基于所述灌浆参数，计算所述主管道1的浆液流量，并基于所述浆液流量确定所述主管道1的直径。
[0066]
本示例实施方式中，根据灌浆参数中的灌浆流量，可以获取到分流管4内浆液的流速，即二者相等或者分流管4内浆液的流量大于灌浆流量，例如，10分钟内，流量为a,此时，灌浆孔便可以灌满，此时，需要保证分流管4内浆液的流量为b，且b≥a，此时，便可以确保上诉灌浆的速度。
[0067]
获取到上述数值b，可以根据主管道1或注浆管路的流量，便可以计算得到主管道1的直径。
[0068]
步骤s130.根据所述主管道1的直径、所述浆液流量、所述浆液流量对应的管道压力，获取所述分流管4的设置参数，其中，所述设置参数包括：分流管4的数量、分流管4的直径。
[0069]
本示例实施方式中，根据主管道1的浆液流量、压力，以及分流管4的需求流量，便可以获取到分流管4的数量、分流管4的直径。
[0070]
步骤s140.为所述主管道1配置与所述设置参数对应的分流管4。
[0071]
按照上述设置，便可以制作本技术中的矿下用钻孔灌注分流器。
[0072]
在一种具体实施方式中，所述基于所述浆液流量确定所述主管道1的直径中，采用预定算法确定，所述预定算法为：
[0073]
d＝18.81w
0.5
u-0.5
p-0.5
[0074]
式中，d为管道的直径，mm；w管内截止的质量流量，kg/h；v0为管内介质的体积流量，m3/h；p为介质在工作条件下的密度，kg/m3，u为介质在管内的平均流速m/s。
[0075]
以上方式提供了一种根据浆液流量确定主管道1直径的方式，应用到本技术中，可以实现反向定制，根据相应的灌浆孔的参数，该参数包括灌浆孔的数量、灌浆孔的容积以及灌浆孔的排布方式，根据上述参数，便可以计算出主管到的需求流量，根据主管道1的需求流量便可以根据上述预定算法计算主管道1的直径，之后，便可以根据计算所得的直径来为本技术的技术方案配置主管道1。
[0076]
在一种具体实施方式中，根据所述主管道1的直径、所述浆液流量、所述浆液流量对应的管道压力，获取所述分流管4的设置参数中，通过预定方法确定分流管4的设置参数，所述预定方法为：
[0077]
计算主管道1的管内压力,计算方法为：
[0078]
p1＝(d1-d2)[σ]/(d2)
[0079]
式中，p1为主管道1内承受的压力kgf/cm2,kgf表示千克力，1kgf压强的含义是在地表质量为1kg的物体收到的重力大小；d1为钢管外直径；d2为主管道1内直径；n为安全系数，n＝1.5-2.0；σ为主管道1材料屈服强度；[σ]为主管道1材料许用应力[σ]＝σ/n；
[0080]
计算分流管4的管内压力p2,计算方法与计算主管道1的管内压力的方法相同；
[0081]
分流管4的数量为n；根据公式：n
×
p2》p1，获取n的数量。
[0082]
本示例实施方式中，根据主管道1的直径，以及灌浆孔相应的数量容积等，便可以配置匹配的分流管4数量，以及分流管4的内径，相对应的为每个灌浆孔配置一个分流管4，进而提高灌浆效率。
[0083]
本示例实施方式中，本实用新型实施例提供了一种矿下用钻孔灌注分流器，包括：分流器身8和分流器尾9两部分，分别用以浆液分流和清渣，解决了实际应用中的问题。所述分流器身8包括：阀门5、压力表6及支管路，所述分流器尾9包括端管、阀门5、清渣口10。所述
支管阀门5位于分流器2支管前端，用于控制支管开闭；所述压力表6用于观测支管实时压力。本技术提供的一种矿下用钻孔灌注分流器操作简单，只需一名值守人员即可实现浆液分流和控制，以保证灌浆工作的连续性，提高了工作效率，并大大减轻了工人的劳动强度。
[0084]
本实用新型占地面积小，投资小，污染小，操作简单。
[0085]
本示例实施方式中，本技术提供的一种采用上述矿下用钻孔灌注分流器的制浆系统还可以包括：地面灌浆站、主管灌浆管路、支管路、钻孔及井下外加剂添加设备等。钻孔灌注分流器2是安装在主管路7与支管路之间的一种管道分流装置。
[0086]
需要说明的是，上述所描述的实施例是申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于申请保护的范围。本说明书中每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

技术特征：

1.一种矿下用钻孔灌注分流器，安装在矿下的注浆管路的端部，以向灌浆点进行灌浆，其特征在于，包括：主管道(1)，其一端与所述注浆管路的端部连通；分流器(2)，其内部具有空腔(3)，所述主管道(1)的另一端连通所述空腔(3)；多根分流管(4)，排布在所述分流器(2)的侧壁上，且各所述分流管(4)的一端分别与所述空腔(3)连通，用于将所述空腔(3)内的浆液分流至多个预置灌注孔中。2.根据权利要求1所述的矿下用钻孔灌注分流器，其特征在于，在所述分流管(4)上设置阀门(5)，所述阀门(5)用于开启或关闭所述分流管(4)。3.根据权利要求2所述的矿下用钻孔灌注分流器，其特征在于，所述阀门(5)为电磁阀门或手动阀门。4.根据权利要求1所述的矿下用钻孔灌注分流器，其特征在于，在所述分流管(4)上设置有压力表(6)，所述压力表(6)用于检测所述分流管(4)内的浆液的压力。5.根据权利要求1所述的矿下用钻孔灌注分流器，其特征在于，所述分流器(2)包括：主管路(7)，其一端与所述注浆管路的端部连通；分流器身(8)，其一端与所述主管路(7)的一端连通；所述分流管(4)设置在所述分流器身(8)的侧壁上，且与所述分流器身(8)的内部空腔(3)连通；分流器尾(9)，其一端与所述分流器身(8)的另一端连通，另一端与外界连通，在所述分流器尾(9)上设置有阀门(5)，所述阀门(5)用于开启或关闭所述分流器尾(9)。6.根据权利要求5所述的矿下用钻孔灌注分流器，其特征在于，在所述分流器尾(9)设置有清渣口(10)，所述清渣口(10)用于清理位于所述分流器(2)内部的残渣，所述阀门(5)用于开启或关闭所述清渣口(10)。7.根据权利要求5所述的矿下用钻孔灌注分流器，其特征在于，所述分流管(4)与所述分流器身(8)倾斜设置，且所述分流管(4)沿所述分流器身(8)内的浆液流向倾斜，所述分流管(4)与所述分流器身(8)之间的夹角范围为45
°‑
90
°
。

技术总结

本实用新型实施例所公开的一种矿下用钻孔灌注分流器，安装在矿下的注浆管路的端部，以向灌浆点进行灌浆，包括：主管道，其一端与所述注浆管路的端部连通；分流器，其内部具有空腔，所述主管道的另一端连通所述空腔；多根分流管，排布在所述分流器的侧壁上，且各所述分流管的一端分别与所述空腔连通，用于将所述空腔内的浆液分流至多个预置灌注孔中。通过在注浆管路的端部增设分流器，作业者可以一次性灌注多个灌注孔，只需要将分流管对准灌注孔即可，即一个分流管道对准一个灌注孔，可见，本申请的矿下用钻孔灌注分流器操作简单，只需一名值守人员即可实现浆液分流和控制，以保证灌浆工作的连续性，提高了工作效率，并大大减轻了工人的劳动强度。工人的劳动强度。工人的劳动强度。