CN101881015A - 气动抛投散粒体地洞堵水的方法 - Google Patents

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王秘学
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Abstract

本发明涉及地洞堵水的方法。气动抛投散粒体地洞堵水的方法，其特征在于它包括如下步骤：1)由地面向地洞打大口径钻孔，大口径钻孔与地洞相连通；2)在地面将普通钻机架于大口径钻孔处，接上钻杆至地洞的空腔部位，钻杆位于大口径钻孔中间，空气压缩机的出气管与钻杆的上端相连；3)由空气压缩机通过钻机的钻杆向地洞供高压风，高压风的压强大于1.0MPa；4)启动钻机使钻杆慢速转动；5)散粒体流进大口径钻孔后在重力作用下向下落到地洞的洞底，落到洞底的散粒体被钻杆下端的高压风吹散，使散粒体达到全断面充填。本发明工程量小；施工设备简单；工程费用低；散粒体抛投速度快，不堵钻孔，且堵水面积大、堵水效果好。

Description

气动抛投散粒体地洞堵水的方法
技术领域
本发明涉及地洞堵水的方法。
背景技术
我国的水电开发经常遇地下岩溶通道漏水问题，我国的煤矿开发经常发生地下矿道透水事故，均希望获得有效的地下深部洞室水流的堵截方法(简称“地洞堵水方法”)，以减小经济损失。
我国目前水电开发，遇地下岩溶通道漏水问题多采用避让措施，这样可能造成工程费用增大。我国的煤矿开发中遇到地下矿道透水事故，多采用抽水的处理措施，难以抽干的矿井只有废弃，经济损失较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工程费用低的气动抛投散粒体地洞堵水的方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：气动抛投散粒体地洞堵水的方法，其特征在于它包括如下步骤：
1)由地面向地洞打大口径钻孔，大口径钻孔与地洞相连通；
2)在地面将普通钻机架于大口径钻孔处，接上钻杆至地洞的空腔部位，钻杆位于大口径钻孔中间，空气压缩机的出气管与钻杆的上端相连；
3)由空气压缩机通过钻机的钻杆向地洞供高压风，高压风的压强大于1.0Mpa；
4)启动钻机使钻杆转动；
5)在大口径钻孔的孔口设置溜槽，由人工或机械向溜槽中输送散粒体，同时由水管向溜槽中散粒体加水混合成流态或半流态，散粒体流进大口径钻孔后在重力作用下向下落到地洞的洞底，落到洞底的散粒体被钻杆下端的高压风吹散，使散粒体达到全断面充填。
所述大口径钻孔的孔径为200～300mm。
所述散粒体为砂卵石或碎石(粒径5～80mm均匀级配)。
地洞堵水理论是：通过地面大口径钻孔向深部地洞抛投散粒体，使地洞过水断面逐渐减小，直到地洞全断面充填散粒体，达到初期堵水效果，然后以散粒体为骨架进行防渗灌浆，达到彻底堵水。
本发明的有益效果是：工程量小(仅需要少量钻孔，甚至一个钻孔就能完成抛投堵水)；施工设备简单(仅普通钻孔机械和空压机)；工程费用低；散粒体抛投速度快，不堵钻孔，落到洞底的散粒体被快速吹散，使散粒体能全断面充填，且堵水面积大、堵水效果好。
本发明解决了地面钻孔抛投散粒体易堵钻孔和散粒体扩散到全断面的难题，同时使用普通建筑设备就能完成地下堵水施工，大大推动地洞堵水技术的应用。
附图说明
图1是本发明气动抛投散粒料示意图。
图中：1-三角架，2-普通钻机，3-水管，4-空气压缩机，5-钻杆，6-大口径钻孔，7-散粒体，8-溜槽(或称溜板)，9-地洞。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
如图1所示，气动抛投散粒体地洞堵水的方法，它包括如下步骤：
1)由地面向地洞9打大口径钻孔6，大口径钻孔6与地洞9相连通；所述大口径钻孔的孔径为200～300mm；
2)在地面将普通钻机2架于大口径钻孔6处，接上钻杆5(钻杆5内为通孔)，钻机2的钻杆5的下端从大口径钻孔6中穿过至地洞9的空腔部位，钻杆5的外径小于大口径钻孔的孔径，空气压缩机4的出气管与钻杆5的上端相连(与钻杆5内的通孔相连通)；
3)由空气压缩机4通过钻机的钻杆向地洞9供高压风，高压风的压强大于1.0Mpa；
4)启动钻机使钻杆慢速转动；
5)在大口径钻孔6的孔口设置溜槽8，由人工或机械向溜槽中输送散粒体(砂卵石或碎石)7，同时由水管3向溜槽中散粒体加水混合成流态或半流态，散粒体流进大口径钻孔6后在重力作用下向下落到地洞9的洞底，落到洞底的散粒体被钻杆下端的高压风吹散，使散粒体达到全断面充填；
然后以地洞9内的散粒体为骨架进行防渗灌浆，达到彻底堵水。
应用实例：
某煤矿位于大(1)型水库东南岸，该矿在高程80m左右的二平巷采煤时打穿了水库则的老矿井，导致矿井被淹的透水事故，出水流量2.56m3/s。由于透水事故涉及某大(1)型水库的库岸及防洪安全，事故发生后，国务院相关部门及省政府立即组织抢险工作。根据现场施工条件和设备，研究出气动抛投散粒体地洞堵水方案，并在某煤矿透水事故堵水抢险工程中获得成功运用。
煤矿突水巷道位于地下约100m深处，巷道断面约为2.5m×2.5m，水流流量为2.56m3/s，流速为0.3～0.6m/s，具有流速快，突水巷道断面大的特点，堵水相当困难，该工程利用钻孔向巷道抛投砂卵石约700m3，使巷道流量减小至0.20m3/s，取得了显著堵水效果。对封堵段采取防渗灌浆后，漏水量减小到0.07m3/s，减小96.6％，取得良好的堵水效果，堵水抢险工程取得圆满成功。
堵水工程采用大口径钻机从山顶地面垂直向地下突水巷道打一个大口径钻孔(孔径311mm)；在地面将XY-2型普通钻机架于钻孔中间，并接钻杆至洞底约1m高处；由钻机的钻杆向孔底供高压风(采用ROC-D9空压机进行供风，压强1.5Mpa左右；供风的作用是，下落的砂卵石被高压风吹散到较远的距离，达到全断面封堵，即使钻孔不在巷道中间也能达到全断面封堵)；启动钻机使钻杆慢速转动(避免砂卵石料在孔内阻塞)，在大口径钻孔的孔口设置溜槽，由人工或机械向溜槽中输送砂卵石(粒径5～80mm均匀级配)，同时向溜槽中砂卵石加水混合成流态或半流态(也是避免砂卵石料在孔内阻塞)，砂卵石料流进钻孔后在重力作用下快速向下落到洞底，落到洞底的散粒体被钻杆底部的高压风快速吹散，使散粒体达到全断面充填。

Claims (3)

1.气动抛投散粒体地洞堵水的方法，其特征在于它包括如下步骤：
1)由地面向地洞打大口径钻孔，大口径钻孔与地洞相连通；
2)在地面将普通钻机架于大口径钻孔处，接上钻杆至地洞的空腔部位，钻杆位于大口径钻孔中间，空气压缩机的出气管与钻杆的上端相连；
3)由空气压缩机通过钻机的钻杆向地洞供高压风，高压风的压强大于1.0Mpa；
4)启动钻机使钻杆转动；
5)在大口径钻孔的孔口设置溜槽，由人工或机械向溜槽中输送散粒体，同时由水管向溜槽中散粒体加水混合成流态或半流态，散粒体流进大口径钻孔后在重力作用下向下落到地洞的洞底，落到洞底的散粒体被钻杆下端的高压风吹散，使散粒体达到全断面充填。
2.根据权利要求1所述的气动抛投散粒体地洞堵水的方法，其特征在于：所述大口径钻孔的孔径为200～300mm。
3.根据权利要求1所述的气动抛投散粒体地洞堵水的方法，其特征在于：所述散粒体为砂卵石或碎石。
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