CN103382850B - 一种顶板裂隙水导出装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种顶板裂隙水导出装置和方法，包括伸入钻孔内部由多个无缝钢管经钢套袖连接的导水管、依次设在导水管外露端的托盘、垫圈、螺母、闸阀；导水管上间隔钻有若干呈十字形排列的倾斜导水孔，导水管外壁上间隔设有内含膨胀剂的阻水环，导水管尾端的外壁与钻孔的内壁之间设有封孔剂，导水管外露端通过闸阀连接有固定在顶板或巷帮上的引流管，引流管与闸阀连接段上设有U形管，引流管的出口端连接有储水箱。本发明通过连通器原理和密封流体吸力将顶板裂隙中的水导出，阻止软岩支护系统水化失效，同时通过设置的闸阀和U形管有效地控制出水量和防止外部空气进入钻孔，风化岩层，确保有裂隙水条件下软岩支护系统的可靠性、安全性和长久性。

Description

一种顶板裂隙水导出装置和方法

技术领域

本发明涉及一种围岩导水装置和方法，特别是一种适用于矿山、隧道、地下工程中裂隙发育围岩、软岩围岩及渗水围岩的引流导水的顶板裂隙水导出装置和方法。

背景技术

矿山、隧道、地下工程中经常会遇到裂隙发育围岩、软弱围岩及渗水围岩，围岩内含有明显软弱夹层、泥化夹层、各类结构面，以及各类复合结构。其中，含泥岩夹层软岩围岩具有强膨胀性和风化性的特点，且在水和动压影响时，泥岩遇水后极易泥化，常伴随围岩渗水，潮湿质软，造成锚索无法打设，风动打孔粘钻杆，湿法打孔锚固强度差，施工非常困难。同时，此类围岩采取一般支护以后，渗水条件下仍旧会出现离层失稳、垮冒伤人等各类围岩安全事故，影响生产。针对此种情况，需要设计一种导水引流装置和方法，将围岩内的水导出，从而防止离层区积水软化围岩，可以预防和减少冒顶事故，同时，积水引出后能为锚杆、锚索支护提供可靠的着力基础，为实现对松散破碎围岩、极软岩层及渗水围岩等复杂条件下围岩支护提供保障。此装置不仅结构简单、易施工，还可以减少支护成本，有效增加围岩稳定性。

发明内容

技术问题：本发明的目的是克服已有技术中的不足，提供一种结构简单、成本低、易施工、导水效果好、对渗水进行疏导的顶板裂隙水导出装置及方法。

技术方案：本发明的顶板裂隙水导出装置，包括伸入钻孔内部的导水管、依次设在导水管外露端的托盘、垫圈、螺母、闸阀，所述的导水管由多个无缝钢管经钢套袖连接而成，导水管上间隔钻有若干呈十字形排列的导水孔，导水管的外壁上间隔设有阻水环，导水管外露端通过闸阀连接有固定在顶板或巷帮上的引流管，引流管与闸阀连接段上设有U形管，引流管的出口端连接有储水箱。

所述呈十字形排列的导水孔上开有向下倾斜的内倒角；所述的阻水环的外壁上开有多个小孔。

本发明的顶板裂隙水导出方法，包括如下步骤：

a.根据钻孔的深度，通过钢套袖连接多个无缝钢管组成的导水管，并间隔距离在导水管的外壁上设置阻水环，将锚固剂和设有阻水环的导水管一同送入钻孔，直至钻孔底部，通过锚固剂将导水管前端部锚固在钻孔孔底；

b.按常规对孔口进行封孔，然后依次安装托盘、垫圈，用螺母旋紧，对导水管施加预紧力；

c.在导水管的外露端依次安装闸阀、U形管和引流管，将引流管连接到储水箱上；

d.打开闸阀，顶板裂隙水经U形管和引流管引入储水箱内，通过调节闸阀控制顶板裂隙水的水流量。

有益效果：本发明充分考虑了矿山、隧道、地下工程中裂隙发育围岩、软弱围岩及渗水围岩的综合特点，提供了一种顶板裂隙水导出装置和方法，通过连通器原理和密封流体吸力将顶板裂隙中的水导出，阻止软岩支护系统水化失效，同时通过设置的闸阀和U形管有效地控制出水量和防止外部空气进入钻孔风化岩层，确保有裂隙水条件下软岩支护系统的可靠性、安全性和长久性。其结构简单、成本低廉，易施工，可靠有效。具有如下优点：

1）伸入钻孔内部由多个无缝钢管经钢套袖连接的导水管可根据钻孔的深度及渗水水源的位置调节导水管的长度；

2）导水管上间隔钻有若干呈十字形排列的倾斜导水孔，导水孔开有向下的内倒角，有利于水流流出；

3）导水管外壁上间隔设有内含膨胀剂的阻水环，可根据岩层渗水情况，对积水进行有效阻隔；同时，导水管尾端的外壁与钻孔的内壁之间设有封孔剂，防止不同岩层的积水沿孔壁流出；

4）引流管与闸阀之间设U形管并固定在顶板或巷帮上，起到堵水防风化的积极作用，引流效果显著，操作简单，易于施工；

5）闸阀连接导水管与引流管，可以有效地控制水量和防止外部空气进入钻孔风化岩层；

6）导水管、托盘、螺母、闸阀等各部件由耐腐蚀材料制作，有效地防止腐蚀，增加导水效果与使用年限。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中：1-导水孔；2-钢套袖；3-阻水环；4-导水管；5-封孔剂；6-托盘；7-垫圈；8-螺母；9-闸阀，10-引流管，11-U形管；12-水箱。

具体实施方式

下面结合附图中的实施例对本发明做进一步描述：

本发明的顶板裂隙水导出装置，包括伸入钻孔内部的导水管4、依次设在导水管4外露端的托盘6、垫圈7、螺母8、闸阀9、设在钻孔外部的引流管10；导水管4由多个无缝钢管经钢套袖2连接，导水管4上间隔钻有若干呈十字形排列的导水孔1，导水孔1上开有向下倾斜的内倒角，导水管4的外壁上间隔设有阻水环3，导水管4外露端通过闸阀9连接有固定在顶板或巷帮上的引流管10，引流管10与闸阀9连接段上设有U形管11，引流管10的出口端连接有储水箱12。阻水环3分段设置，阻水环3由套管和设在套管内的遇水膨胀剂构成，阻水环3的外壁上开有多个小孔，导水管4、托盘6、垫圈7、螺母8、闸阀9等各部件由耐腐蚀材料制作。

本发明的顶板裂隙水导出方法，具体步骤如下：

a.准备顶板裂隙水导出装置所需的各个配件，事先在无缝钢管上间隔打设若干具有呈十字形排列的多个导水孔1，导水孔为角度倾斜向下斜孔；

b.根据钻孔的深度，通过钢套袖2连接多个无缝钢管组成的导水管4，并间隔距离在导水管4的外壁上设置阻水环3，将锚固剂和导水管4一同伸入钻孔，直至钻孔底部，通过锚固剂将导水管4前端部锚固在钻孔孔底，在导水管4尾端的外壁与钻孔的内壁之间注入封孔剂5对孔口进行常规封孔，然后依次安装托盘6、垫圈7，用螺母8旋紧；

c.在导水管4的外露端依次安装闸阀9、U形管11和引流管10，将引流管10连接到储水箱12上，并将引流管10固定在顶板或巷帮上；

d.顶板裂隙水导出装置安装完毕后，导水管10外壁和钻孔空隙的裂隙水通过阻水环3外壁上的小孔进入阻水环3内，与膨胀剂发生反应，阻水环3膨胀后对导水管10外部积水进行有效阻隔；打开闸阀9，顶板裂隙水经U形管11和引流管10引入到储水箱12内，通过调节闸阀控制顶板裂隙水的水流量。

Claims (3)

1.一种顶板裂隙水导出装置，包括伸入钻孔内部的导水管（4）、依次设在导水管（4）外露端的托盘（6）、垫圈（7）、螺母（8）、闸阀（9），其特征在于：所述的导水管（4）由多个无缝钢管经钢套袖（2）连接而成，导水管（4）上间隔钻有若干呈十字形排列的导水孔（1）；

导水管（4）的外壁上间隔设有阻水环（3），阻水环（3）由套管和设在套管内的遇水膨胀剂构成，阻水环（3）的外壁上开有多个小孔；

导水管（4）外露端通过闸阀（9）连接有固定在顶板或巷帮上的引流管（10），引流管（10）与闸阀（9）连接段上设有U形管（11），引流管（10）的出口端连接有储水箱（12）。

2.根据权利要求1所述的顶板裂隙水导出装置，其特征在于：所述呈十字形排列的导水孔（1）上开有向下倾斜的内倒角。

3.一种使用权利要求1或2所述装置的顶板裂隙水导出方法，其特征在于，包括如下步骤：

a.根据钻孔的深度，通过钢套袖（2）连接多个无缝钢管组成的导水管（4），并间隔距离在导水管（4）的外壁上设置阻水环（3），将锚固剂和设有阻水环（3）的导水管（4）一同送入钻孔，直至钻孔底部，通过锚固剂将导水管（4）前端部锚固在钻孔孔底；

b.按常规对孔口进行封孔，然后依次安装托盘（6）、垫圈（7），用螺母（8）旋紧，对导水管（4）施加预紧力；

c.在导水管（4）的外露端依次安装闸阀（9）、U形管（11）和引流管（10），将引流管（10）连接到储水箱（12）上；

d.打开闸阀（9），顶板裂隙水经U形管（11）和引流管（10）引入储水箱（12）内，通过调节闸阀（9）控制顶板裂隙水的水流量。