CN109184618B - 用于打钻注浆堵水及预防突水溃砂溃浆的装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种用于打钻注浆堵水及预防突水溃砂溃浆的装置及方法，适用于打钻注浆堵水同时预防堵水过程中发生突水、溃砂、溃浆的安全保护。装置包括孔口管、球阀和压力表，球阀和压力表设在孔口管上。通过确定打钻壁面与承压水水源之间的距离，使用直径等于孔口管外径的钻头打钻，当钻头快要接近承压水的水源时，停止打钻；安装孔口管内；待孔口管固定后，使用小于孔口管内径的钻头继续打钻，在打钻过程中，当发现有孔口滴水等出水现象时，迅速拔掉钻头，并立即关闭阀门，防止大量承压水突然喷出，造成溃砂溃浆突水事故；根据压力表读数，判断承压水状态，调整注浆参数，连接注浆泵；在注浆泵的有效注浆堵水状况下，逐渐打开阀门，进行注浆堵水。

Description

用于打钻注浆堵水及预防突水溃砂溃浆的装置及方法

技术领域

本发明涉及一种用于打钻注浆堵水及预防突水溃砂溃浆的装置及方法，尤其适用于打钻注浆堵水及预防堵水过程中发生突水、溃砂、溃浆事故的安全保护。

背景技术

煤矿地质条件复杂，在开采过程中由于岩层断裂、构造导水、裂隙发育等变化极有可能导致突水灾害，从而引发煤矿透水事故。针对煤矿透水灾害，一般来说，处理方式有三种，分别是排水、截水以及堵水，对于排水方案来说，成本太高，并且排水对淹井处理效果不明显；利用截水方式，需要对水源位置进行确定，这不但需要花费大量的工作，还需要更多的经费，在确定涌水源头方面也较为困难。所以，一般情况下，对于大埋深矿井的突水淹井处理都采用堵水的方法。其中注浆堵水是矿井最常采取的手段，其具体内容主要包括超前探水、构建止浆墙、布置注浆孔、注浆段长度选择以及注浆相关的参数确定等方面。

当采取打钻注浆堵水的措施时，如果堵水的井壁(巷道壁)发生通过打钻孔透水，容易引起承压水大量喷出，造成溃砂溃浆事故，对井下巷道环境以及人员设备造成伤害。但是如何降低该过程的危险性，保护井下人员设备的安全，从目前的技术手段来看，还没有得到很好的解决。

因此，如何做到在正常打钻注浆堵水的同时预防此过程中可能发生的突水溃砂溃浆事故以及做到打钻孔不透水或有效疏水是注浆工作必须解决的问题。

发明内容

技术问题：本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种结构简单、操作方便、能避免承压水大量喷出，造成溃砂溃浆事故及保护井下人员设备安全的用于打钻注浆堵水及预防突水溃砂溃浆的装置及方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明的用于打钻注浆堵水及预防突水溃砂溃浆的装置：包括第一孔口管、球阀和第二孔口管，所述的球阀设在第一孔口管和第二孔口管之间，分别与两个孔口管端口螺纹连接，第二孔口管上设有压力表，第一孔口管上设有与注浆管路相连的法兰。

一种使用上所述装置的用于打钻注浆堵水及预防突水溃砂溃浆的方法：

在打钻过程中，首先确定打钻壁面与承压水水源之间的距离，使用直径等于孔口管外径的钻头打钻，当钻头快要接近承压水的水源时，停止打钻；将带有球阀的孔口管周围涂满锚固剂，然后放置于孔内；等待孔口管固定后，使用小于孔口管内径的钻头继续打钻，在打钻过程中，当发现有孔口滴水等出水现象时，迅速拔掉钻头，并立即关闭阀门，防止大量承压水突然喷出，造成溃砂溃浆突水事故；随后，根据压力表读数，判断承压水状态，调整注浆参数，连接注浆泵；在注浆泵的有效注浆堵水状况下，逐渐打开阀门，进行注浆堵水。

若承压水的水压大于注浆泵的承受能力，则需要更换和调整注浆泵。

观察压力表读数，若读数较大，且变化骤增，说明煤层内溃砂溃浆情况严重，需尽快撤离现场人员，重新制定措施。

有益效果：由于采用了上述技术方案，本发明适用于打钻注浆堵水同时预防堵水过程中发生突水、溃砂、溃浆的安全保护，在保证打钻、注浆等施工工序正常进行的基础上，提高了现有技术的安全性，排除了打钻注浆过程中可能对工作人员所造成的安全隐患。具有如下优点：

1)本发明在打钻成孔前，通过事先安装在钻孔的孔口管及球阀，有效避免了打钻成孔过程中重大突水和溃砂溃浆事故的发生；

2)本发明在注浆过程中，如果出现浆液难以压注或溃砂溃浆等现象时，通过关闭球阀，即可避免注浆堵水过程中重大突水和溃砂溃浆事故的发生；

3)本发明在保证进行正常的注浆堵水工作的同时，能极大地降低在打钻成孔和注浆堵水过程中的安全隐患，提高了整个作业过程中的安全性。

附图说明

图1是本发明的的结构示意图。

图中：第一孔口管1，球阀2，压力表3，第二孔口管4。

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的描述：

本发明用于打钻注浆堵水及预防突水溃砂溃浆的装置：主要由第一孔口管1、球阀2和第二孔口管4构成，所述的球阀2设在第一孔口管1和第二孔口管4之间，分别与两个孔口管端口螺纹连接，第二孔口管4上设有压力表3，第一孔口管1上设有与注浆管路相连的法兰。所述的孔口管的直径为32mm。

使用上述装置的用于打钻注浆堵水及预防突水溃砂溃浆的方法：

在打钻过程中，首先确定打钻壁面与承压水水源之间的距离，使用直径等于孔口管外径的钻头打钻，当钻头快要接近承压水的水源时，停止打钻；将带有球阀的孔口管周围涂满锚固剂，然后放置于孔内；等待孔口管固定后，使用小于孔口管内径的钻头继续打钻，在打钻过程中，当发现有孔口滴水等出水现象时，迅速拔掉钻头，并立即关闭阀门，防止大量承压水突然喷出，造成溃砂溃浆突水事故；随后，根据压力表读数，判断承压水状态，调整注浆参数，连接注浆泵；在注浆泵的有效注浆堵水状况下，逐渐打开阀门，进行注浆堵水；若承压水的水压大于注浆泵的承受能力，则需要更换和调整注浆泵。具体实施步骤如下：

第一步：分析前方出水点来源，预测水压情况，准备好安装预防突水溃砂溃浆的安全保护装置；

第二步：打钻过程中，在距离含水层5～10cm时，停止打钻，将带球阀2和压力表3的孔口管4涂上锚固剂，装入打好的钻孔中；

第三步：打开球阀2，使用小于第二孔口管4内径的钻头继续打钻，当发现有顶钻和出水等现象时，迅速拔掉钻头，并立即关闭阀门，防止大量承压水突然喷出、造成溃砂溃浆突水事故；

通过以上三步在打钻过程中安装和使用打钻注浆堵水过程中预防突水溃砂溃浆的安全保护装置，避免了打钻过程中发生重大突水和溃砂溃浆事故。

第四步：观察压力表3读数，根据含水层的压力大小，制定注浆堵水方案；

第五步：将第一孔口管1与注浆管、注浆泵连接，打开球阀2，之后启动注浆泵，进行注浆堵水作业；

第六步：若在注浆过程中，发生浆液难以压注，或溃砂溃浆等现象，迅速关闭球阀2，拔出注浆管；

第七步：进一步观察压力表3读数，若读数较大，且变化骤增，说明煤层内溃砂溃浆情况严重，需尽快撤离人员，重新制定措施。

通过以上第四步到第七步，完全可以避免注浆堵水过程中重大突水和溃砂溃浆事故的发生。

Claims (1)

1.一种用于打钻注浆堵水及预防突水溃砂溃浆的方法，包括采用预防突水溃砂溃浆装置，所述装置包括第一孔口管（1）、球阀（2）和第二孔口管（4），所述的球阀（2）设在第一孔口管（1）和第二孔口管（4）之间，分别与两个孔口管端口螺纹连接，第二孔口管（4）上设有压力表（3），第一孔口管（1）上设有与注浆管路相连的法兰；其特征在于：

在打钻过程中，首先确定打钻壁面与承压水水源之间的距离，使用直径等于第一孔口管（1）和第二孔口管（4）外径的钻头打钻，当钻头快要接近承压水的水源时，停止打钻；将带有球阀（2）的第一孔口管（1）和第二孔口管（4）周围涂满锚固剂，然后放置于孔内；等待第一孔口管（1）和第二孔口管（4）固定后，使用小于第一孔口管（1）和第二孔口管（4）内径的钻头继续打钻，在打钻过程中，当发现有孔口滴水的出水现象时，迅速拔掉钻头，并立即关闭阀门，防止大量承压水突然喷出，造成溃砂溃浆突水事故；随后，根据压力表（3）读数，判断承压水状态，调整注浆参数，连接注浆泵；在注浆泵的有效注浆堵水状况下，逐渐打开阀门，进行注浆堵水；

若承压水的水压大于注浆泵的承受能力，则需要更换和调整注浆泵；

观察压力表读数，若读数较大，且变化骤增，说明煤层内溃砂溃浆情况严重，需尽快撤离现场人员，重新制定措施。

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