CN105019940A - 一种破损充填钻孔修复利用的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及地下矿山充填开采领域，涉及一种破损充填钻孔修复利用的方法,它是对深钻孔破损后进行分段修复，利用偏心导向装置和置换法进行偏斜钻孔修复，利用矫正钻具对钻孔进行局部矫正后进行修复，避免了充填钻孔磨破后不能再次利用的问题，实现了充填钻孔不耦合重复修复的目的。
Description
技术领域
本发明涉及地下矿山充填开采领域，尤其是涉及一种破损充填钻孔修复利用的方法。
背景技术
下向分层进路胶结充填采矿法在进路回采结束后，采用高浓度细砂（棒磨砂）管道自流输送胶结充填，随着开采深度的增大，深井充填固有的垂高大、倍线小的特点愈加明显，充填钻孔因磨损破坏将更加严重，钻孔的使用寿命也将大大缩短。中国专利“重复使用充填钻孔的方法”(申请号200610032213.8)公开了一种充填钻孔管道切割技术，实现现有破损钻孔的重复修复使用的方法。对于较小直径破损充填钻孔，切除破损套管后，将原钻孔刷大，重新安装新套管，在新套管内不耦合安装与原套管直径相同的充填管道，使该钻孔成为可重复修复使用钻孔（其技术原理见图1）。该种方法在切割钻孔时效率很低，每天平均切割3m左右，刀具磨损严重，成本较高，尤其在钻孔深度超过150m后，不耦合安装时既要考虑管箍与护壁管之间的间距，间距较小时，小直径管磨破后料浆很容易在两个管子之间凝固，并且小直径管不容易安装；间距较大时，钻孔上下口进行固定，充填时钻孔在护壁管中摆动很大，小直径管很容易磨破。
对于大直径破损钻孔，可以直接安装不耦合小直径充填管道（其技术原理见图2）。
实践表明，钻孔不可能完全垂直，或大或小都存在一定的偏斜率，钻孔偏斜后下入的充填钻孔管不易居中，充填时钻孔易磨破。偏斜充填钻孔磨破后，充填料浆在钻孔偏斜底部位置形成凹坑，修复时安装小口径充填管，由于自重作用充填管会垂直下放至凹坑后会阻止充填管继续下放，不能用不耦合安装的方法修复。钻孔偏斜磨破后截面图见图3，常规不耦合修复时钻杆位置见图4。
钻孔局部错位主要是管材联接部位局部偏斜或受地压影响，充填钻孔局部变形。钻孔局部错位修复时小口径充填管受阻，不能直接安装（见图5），传统时采用炮弹头进行扫孔，局部错位时，因炮弹头在1m左右，钻杆联接炮弹头扫孔时受到阻力，钻杆在孔内变形后沿原钻孔下行，安装充填管时因充填管在钻孔内受阻后变形较小，不能进行修复。
发明内容
为了解决深钻孔不耦合安装小直径充填管摆动碰撞使用寿命减低和深钻孔局部偏斜、错位不能直接进行不耦合安装小充填管修复方法存在的问题，本发明提供一种破损充填钻孔修复利用的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种破损充填钻孔修复利用的方法，采用深钻孔不耦合分段修复，具体实施步骤：
第一步：采用视频仪检测，找出钻孔偏斜磨破位置；
第二步：确定找孔的中段，并施工找孔联络道；
第三步：将破损的原钻孔的破损破损部切除，出现上切除口、下切除口，安装小直径充填管，小直径充填管一端与上切除口或下切除口连接固定、另一端经原钻孔的另一切除口深入原钻孔内；
第四步：封闭原钻孔的另一切除口与小直径充填管之间的间隙。
小直径充填管深入原钻孔内遇到钻孔偏斜时，采用如下处理方式：
第一步：采用视频仪检测，找出钻杆下行受阻位置；
第二步：加工偏心导向装置，偏心导向装置是一个末端有拐角的长杆，拐角的角度与钻孔偏斜度相对应，偏心导向装置与钻杆采用螺纹连接，偏心导向装置安装在钻杆端部；
第三步：带有偏心导向装置的钻杆下行，拐角不会使钻杆受阻，钻杆顺利下行；
第四步：钻杆下降，出钻孔下口，将普通钢管用螺纹与钻杆联接，钻杆再上升，用普通钢管将钻孔内的钻杆从下向上置换；
第五步：采用小直径充填管将普通钢管从上之下进行置换；
第六步：将小直径充填管的一个口与原钻孔连接固定；
第七步：深入原钻孔的小直径充填管与原钻孔的孔口间的间隙需封闭。
小直径充填管深入原钻孔内遇到钻孔局部错位时，采用如下处理方式：
第一步：采用视频仪检测，找出钻孔局部错位位置和钻杆下行受阻位置；
第二步：加工钻孔局部错位矫正装置，错位矫正装置是一根外周上带有凸起的管，凸起的高度与钻孔局部错位距离相等，凸起的部分材料为耐磨合金钢，凸起均布在管中间，钻孔局部错位矫正装置采用螺纹连接与钻杆连接，安装在钻杆的中间；
第三步：带有钻孔局部错位矫正装置的钻杆下行，对钻孔局部错位进行矫正；
第四步：在原钻孔内安装小直径充填管；
第五步：将小直径充填管的一个口与原钻孔连接固定；
第六步：深入原钻孔的小直径充填管与原钻孔的孔口间的间隙需封闭。
在所述深钻孔不耦合分段修复时上切除口、下切除口之间设安装减压装置，小直径充填管接通安装减压装置，充填料先经过安装减压装置，经缓冲后再下行，所述安装减压装置由上平部、升料拐角、下平部依次组成。
本发明的有益效果是：
深钻孔分段修复后，提高了钻孔使用寿命，因修复时进行分段修复，节约了修复的成本，提高了修复的效率；偏斜钻孔修复方法和错位钻孔修复方法为能够对钻孔进行重复修复，有效解决了提高了钻孔的使用寿命，能够及时对采空区进行服务，节约了因施工钻孔硐室和找孔的工程费用。
附图说明
图1为破损钻孔永久修复技术方案原理图；
图2为不耦合布管充填钻孔示意图；
图3为钻孔偏斜磨破后截面图；
图4常规修复时钻杆位置示意图；
图5错位钻孔修复时示意图；
图6是深钻孔不耦合分段修复示意图；
图7是减压装置示意图；
图8是加安装减压装置不耦合分段修复示意图；
图9是偏心导向装置示意图；
图10是偏心导向装置修复偏斜钻孔时的示意图；
图11是错位矫正装置的示意图；
图12是错位钻孔矫正时的示意图；
图中，1.原钻孔，2.减压装置，3.小直径充填管，2-1.上平部，2-2.升料拐角，2-3.下平部，4.套管，5.堵塞物，6.钻杆，7.刀具，8.管道，9.钻孔，10.大直径孔内不耦合小径管。
具体实施方式
深钻孔不耦合分段修复方法具体实施方式：采用钻孔视频仪对钻孔进行观察，钻孔破损的部位，确定是上部破损或下部破损。矿山中段高度一般在60-120m，钻孔一般施工在中段充填道或回风道附近，钻孔深度超过150m，在钻孔中间中段施工钻孔联络道将原钻孔1找出，对钻孔下部（或上部）安装小直径充填管3，小直径充填管3的上下口与原钻孔1进行固定，并封闭小直径充填管3的上口与原钻孔1之间的间隙，小直径充填管3磨破后可进行重复修复。为了降低钻孔直径变化引起的磨损问题，在找出钻孔的联络道内安装减压装置2。具体实施步骤：
第一步：采用视频仪检测，找出钻孔偏斜磨破位置；
第二步：确定找孔的中段，并施工找孔联络道；
第三步：将破损的原钻孔1的破损破损部切除，出现上切除口、下切除口，安装小直径充填管3，小直径充填管3一端与上切除口或下切除口连接固定、另一端经原钻孔1的另一切除口深入原钻孔1内；
第四步：封闭原钻孔1的另一切除口与小直径充填管3之间的间隙。
第五步：在上切除口、下切除口之间安装减压装置2，突出于钻孔外的部分由联络道容纳。小直径充填管3接通安装减压装置2，充填料先经过安装减压装置2，经缓冲后再下行，所述安装减压装置2由上平部2-1、升料拐角2-2、下平部2-3依次组成。
偏斜钻孔修复方法具体实施方式：偏斜充填钻孔磨破后，充填料浆在钻孔偏斜底部位置形成凹坑，修复时安装小口径充填管，由于自重作用充填管会垂直下放至凹坑后会阻止充填管继续下放，见图10，可利用偏心导向装置和置换法进行修复。偏心导向装置采用钻杆加工，钻杆下行时对钻杆中心进行导向。置换法是采用普通钢管从下向上置换钻杆，再用充填管从上向下置换普通钢管，因普通钢管质量轻，受阻力小，充填钻孔管阻力大不能直接从下向上提。原钻孔内的小直径充填管磨破后可重复修复。具体实施步骤：
第一步：采用视频仪检测，找出钻杆下行受阻位置；
第二步：加工偏心导向装置，偏心导向装置是一个末端有拐角的长杆，拐角的角度与钻孔偏斜度相对应，偏心导向装置与钻杆采用螺纹连接，偏心导向装置安装在钻杆端部；
第三步：带有偏心导向装置的钻杆下行，拐角不会使钻杆受阻，钻杆顺利下行；
第四步：钻杆下降，出钻孔下口，将普通钢管用螺纹与钻杆联接，钻杆再上升，用普通钢管将钻孔内的钻杆从下向上置换；
第五步：采用小直径充填管将普通钢管从上之下进行置换；
第六步：将小直径充填管的一个口与原钻孔连接固定；
第七步：深入原钻孔的小直径充填管与原钻孔的孔口间的间隙需封闭。
局部错位钻孔修复方法具体实施方式：通过钻机视频仪来确定钻孔错位的位置。在一定直径的钢管上打孔，将牙轮钻机钻头上的合金钢焊接在钢管上（见图11），加工6m长的矫正钻具，螺纹连接安装到钻杆上用来矫正钻孔错位，对钻孔进行扫孔和局部矫正（见图12）。钻孔矫正后在原钻孔中安装小直径充填管。具体实施步骤：
第一步：采用视频仪检测，找出钻孔局部错位位置和钻杆下行受阻位置；
第二步：加工钻孔局部错位矫正装置，错位矫正装置是一根外周上带有凸起的管，凸起的高度与钻孔局部错位距离相等，凸起的部分材料为耐磨合金钢，即牙轮钻机钻头上的合金钢或其它硬度足够的钢材，凸起均布在管中间，钻孔局部错位矫正装置采用螺纹连接与钻杆连接，安装在钻杆的中间；
第三步：带有钻孔局部错位矫正装置的钻杆下行，对钻孔局部错位进行矫正；
第四步：在原钻孔内安装小直径充填管；
第五步：将小直径充填管的一个口与原钻孔连接固定；
第六步：深入原钻孔的小直径充填管与原钻孔的孔口间的间隙需封闭。
Claims (4)
1.一种破损充填钻孔修复利用的方法，其特征是：采用深钻孔不耦合分段修复，具体实施步骤：
第一步：采用视频仪检测，找出钻孔偏斜磨破位置；
第二步：确定找孔的中段，并施工找孔联络道；
第三步：将破损的原钻孔(1)的破损破损部切除，出现上切除口、下切除口，安装小直径充填管(3)，小直径充填管(3)一端与上切除口或下切除口连接固定、另一端经原钻孔(1)的另一切除口深入原钻孔(1)内；
第四步：封闭原钻孔(1)的另一切除口与小直径充填管(3)之间的间隙。
2.根据权利要求1所述的破损充填钻孔修复利用的方法，其特征是：小直径充填管(3) 深入原钻孔(1)内遇到钻孔偏斜时，采用如下处理方式：
第一步：采用视频仪检测，找出钻杆下行受阻位置；
第二步：加工偏心导向装置，偏心导向装置是一个末端有拐角的长杆，拐角的角度与钻孔偏斜度相对应，偏心导向装置与钻杆采用螺纹连接，偏心导向装置安装在钻杆端部；
第三步：带有偏心导向装置的钻杆下行，拐角不会使钻杆受阻，钻杆顺利下行；
第四步：钻杆下降，出钻孔下口，将普通钢管用螺纹与钻杆联接，钻杆再上升，用普通钢管将钻孔内的钻杆从下向上置换；
第五步：采用小直径充填管将普通钢管从上之下进行置换；
第六步：将小直径充填管的一个口与原钻孔连接固定；
第七步：深入原钻孔的小直径充填管与原钻孔的孔口间的间隙需封闭。
3.根据权利要求1所述的破损充填钻孔修复利用的方法，其特征是：小直径充填管(3) 深入原钻孔(1)内遇到钻孔局部错位时，采用如下处理方式：
第一步：采用视频仪检测，找出钻孔局部错位位置和钻杆下行受阻位置；
第二步：加工钻孔局部错位矫正装置，错位矫正装置是一根外周上带有凸起的管，凸起的高度与钻孔局部错位距离相等，凸起的部分材料为耐磨合金钢，凸起均布在管中间，钻孔局部错位矫正装置采用螺纹连接与钻杆连接，安装在钻杆的中间；
第三步：带有钻孔局部错位矫正装置的钻杆下行，对钻孔局部错位进行矫正；
第四步：在原钻孔内安装小直径充填管；
第五步：将小直径充填管的一个口与原钻孔连接固定；
第六步：深入原钻孔的小直径充填管与原钻孔的孔口间的间隙需封闭。
4.根据权利要求1所述的破损充填钻孔修复利用的方法，其特征是：在所述深钻孔不耦合分段修复时上切除口、下切除口之间设安装减压装置（2），小直径充填管(3)接通安装减压装置（2），充填料先经过安装减压装置（2），经缓冲后再下行，所述安装减压装置（2）由上平部（2-1）、升料拐角（2-2）、下平部（2-3）依次组成。
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