CN103382851B - 一种底板裂隙水吸抽装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种底板裂隙水吸抽装置和方法，包括伸入底板钻孔内部由无缝不锈钢管制成的抽水管，设在抽水管外露端通过连接接头与抽水管相连接的环状引流虹吸管和阀门。抽水管上间隔分布有若干抽水孔，抽水管内设有单向隔水片，抽水管外壁间隔套装有内含膨胀剂的橡胶阻水环，抽水管末端的外壁与钻孔的内壁之间设有密封胶，与抽水管相连的环状引流虹吸管外接伺服泵和储水箱。本发明通过密封流体虹吸原理，将底板裂隙中的水抽出，阻止底板水软化底板岩层，增强底板围岩稳定性，同时通过设置的阀门有效地控制出水量，保证了引流虹吸管中始终充满水，防止空气进入底板钻孔风化岩层。其结构简单、成本低廉，易施工，可靠有效。

Description

一种底板裂隙水吸抽装置和方法
技术领域
本发明涉及一种底板裂隙水吸抽装置和方法，尤其适用于矿山、隧道、地下工程中裂隙发育围岩、软岩围岩及渗水围岩底板水的引流抽排。
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有强膨胀性和风化性的特点，且在水和动压共同作用时，泥岩遇水后极易泥化，常伴随围岩渗水，潮湿质软，巷道易产生底鼓等现象。此类围岩采取底板锚固支护方式时，底板锚杆打设困难且难以形成有效的锚固力，同时，一般采取支护措施以后，渗水条件下仍旧会出现底鼓和巷道底板开裂，影响巷道使用和安全生产。针对此种情况，需要设计一种底板裂隙水吸抽装置和方法，将底板水引导排出，从而防止底板离层区积水软化围岩，预防和减少底鼓。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。
发明的内容
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、抽水效果好的底板裂隙水吸抽装置和方法。
技术方案：本发明的底板裂隙水吸抽装置，包括伸入底板钻孔内部的抽水管、伺服泵，所述的抽水管外壁上间隔设有若干倒卡和抽水孔，抽水管管段连接处套装有内含膨胀剂的橡胶阻水环，抽水管内设有单向隔水片，抽水管的出口处外壁与钻孔孔口内壁充填有密封胶，抽水管出口的端经连接接头连接有环状引流虹吸管，环状引流虹吸管的另一端经阀门与伺服泵的入口相连，伺服泵的出口经软管连接至水槽内；所述的抽水管由无缝不锈钢管制成。
所述的单向隔水片内设有可单向打开与闭合的偏心销轴；所述的抽水孔垂直于抽水管管壁，管壁的每个横截面仅限打一孔；所述的伺服泵为稳压自调节泵。
本发明的底板裂隙水吸抽方法，包括如下步骤：
a.安装底板裂隙水吸抽装置，根据底板裂隙水的含水情况，在已打好抽水孔并安装好倒卡、单向隔水片的抽水管上套装橡胶阻水环；
b.将抽水管伸入钻孔直至钻孔底部，回拉抽水管确保倒卡卡紧钻孔内壁；抽水管固定后，进行封孔，在抽水管出口处的外壁与钻孔孔口的内壁之间注入密封胶；
c.在抽水管的外露端通过连接接头与环状引流虹吸管一端相连，在环状引流虹吸管另一端连接伺服泵，在伺服泵的入口处设置控制水流量的阀门，伺服泵经管路连接至水槽，将环状引流虹吸管固定在巷道帮部；
d.打开阀门，开启伺服泵，通过环状引流虹吸管将底板中的水引出，并通过仪表设定伺服泵的稳定压力，使伺服泵根据底板水压自动开启和关闭，从而控制水流量。
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，提供了一种底板裂隙水吸抽装置和方法，通过连通器原理和密封流体虹吸原理将底板裂隙中的水抽出，阻止软岩支护系统水化失效，同时通过设置的阀门有效地控制出水量，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）抽水管管段连接处套装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，防止不同岩层的积水沿孔表面流出，同时，抽水管出口处外壁与钻孔孔口内壁之间充填有密封胶，起到堵水防风化的积极作用；
2）环状引流虹吸管的另一端经阀门与伺服泵的入口相连，可以有效地控制水量和防止外部空气进入钻孔，风化岩层；
3）抽水管内设有单向隔水片，可以防止管内上部收集的水流到下部，以免下部岩层在长时积水浸泡后膨胀、开裂；
4）环状引流虹吸管外接的伺服泵为稳压自调节泵，能根据抽水管内水压自动调节开关，形成高效节能的抽水循环。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：1-倒卡；2-抽水孔；3-单向隔水片；4-阻水环；5-抽水管；6-密封胶；7-连接接头；8-环状引流虹吸管；9-伺服泵；10-水槽；11-阀门。
具体实施方式
下面结合附图中的实施例对本发明作进一步描述：
本发明的底板裂隙水吸抽装置，主要由单向隔水片3、阻水环4、抽水管5、环状引流虹吸管8、伺服泵9、水槽10构成，所述的抽水管5伸入到底板钻孔内，抽水管5外露在钻孔外部一端连接环状引流虹吸管8，与环状引流虹吸管8连接伺服泵9；所述的抽水管5由无缝不锈钢管制成，所述的抽水管5外壁上间隔布置有若干倒卡1和抽水孔2，抽水管5管段连接处套装有内含膨胀剂的橡胶阻水环4，抽水管5内设有单向隔水片3，所述的单向隔水片3内设有可单向打开与闭合的偏心销轴，无水条件下，受重力影响自由落下闭合，有水条件下，受下部水流向上的压力，冲开隔水片。抽水管5的出口处外壁与钻孔孔口内壁充填有密封胶6，抽水管5出口的端经连接接头7连接有环状引流虹吸管8，环状引流虹吸管8的另一端经阀门11与伺服泵9的入口相连，伺服泵9为稳压自调节泵，伺服泵9的出口经软管连接至水槽10内；抽水孔2垂直抽水管5管壁打设，管壁的每个横截面仅限打一孔。
本发明的底板裂隙水吸抽方法，步骤如下：
a.安装底板裂隙水吸抽装置，根据已知的底板裂隙水的含水情况，在已打好抽水孔2并安装好倒卡1、单向隔水片3的抽水管5上套装橡胶阻水环4；
b.将安装好配件的抽水管5插入钻孔，直至插入钻孔底部后回拉抽水管5，确保倒卡1卡紧钻孔内壁；抽水管5固定后，进行封孔，在抽水管5出口处的外壁与钻孔孔口的内壁之间注入密封胶6，密封钻孔和抽水管5之间的空间；
c.在抽水管5的外露端通过连接接头7与环状引流虹吸管8一端相连，在环状引流虹吸管8另一端连接伺服泵9，在伺服泵9的入口处设置控制水流量的阀门11，伺服泵9经管路连接至水槽10，将环状引流虹吸管8固定在巷道帮部；
d.打开阀门11，开启伺服泵9，通过环状引流虹吸管8将底板中的水引出，并通过仪表设定伺服泵9的稳定压力，使伺服泵9根据底板水压自动开启和关闭，从而控制水流量。

Claims (3)

1.一种底板裂隙水吸抽装置，包括伸入底板钻孔内部的抽水管（5）、伺服泵（9），抽水管（5）的出口处外壁与钻孔孔口内壁充填有密封胶（6），伺服泵（9）的出口经软管连接至水槽（10）内，其特征在于：所述的抽水管（5）外壁上间隔设有若干倒卡（1）和抽水孔（2），抽水管（5）管段连接处套装有内含膨胀剂的橡胶阻水环（4），抽水管（5）内设有单向隔水片（3），抽水管（5）出口端经连接接头（7）连接有环状引流虹吸管（8），环状引流虹吸管（8）的另一端经阀门（11）与伺服泵（9）的入口相连，所述的抽水管（5）由无缝不锈钢管制成；所述的单向隔水片（3）内设有可单向打开与闭合的偏心销轴；所述的抽水孔（2）垂直于抽水管（5）管壁，管壁的每个横截面仅限打一孔。
2.根据权利要求1所述的底板裂隙水吸抽装置，其特征在于：所述的伺服泵（9）为稳压自调节泵。
3.一种如权利要求1～2任意一项权利要求所述装置的底板裂隙水吸抽方法，其特征在于，包括如下步骤：
a.安装底板裂隙水吸抽装置，根据底板裂隙水的含水情况，在已打好抽水孔（2）并安装好倒卡（1）、单向隔水片（3）的抽水管（5）上套装橡胶阻水环（4）；
b.将抽水管（5）伸入钻孔直至钻孔底部，回拉抽水管（5）确保倒卡（1）卡紧钻孔内壁；抽水管（5）固定后，进行封孔，在抽水管（5）出口处的外壁与钻孔孔口的内壁之间注入密封胶（6）；
c.在抽水管（5）的外露端通过连接接头（7）与环状引流虹吸管（8）一端相连，在环状引流虹吸管（8）另一端连接伺服泵（9），在伺服泵（9）的入口处设置控制水流量的阀门（11），伺服泵（9）经管路连接至水槽(10)，将环状引流虹吸管（8）固定在巷道帮部；
d.打开阀门（11），开启伺服泵（9），通过环状引流虹吸管（8）将底板中的水引出，并通过仪表设定伺服泵（9）的稳定压力，使伺服泵（9）根据底板水压自动开启和关闭，从而控制水流量。
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