CN112112670B - 井下带压注浆堵水软硬骨料间歇可控加注装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了井下带压注浆堵水软硬骨料间歇可控加注装置及方法，包括主管道和设置在主管道后方的第一截止阀门，第一截止阀门的后侧设置有第二管道，第二管道的后侧设置有第二截止阀门，第二截止阀门的后侧设置有止水套管，且主管道的前侧端设置有进气管，且主管道的上方设置有注浆料管，主管道由主管和进料管组合而成；通过在主管道的管道前端的第二连接法兰盘，并在其上通过进气管道连接有51mm阀门，并在其一端连接三通管道，并在三通管道的一端通过供气管道与供气设备进行连接，从而让矿井下堵水浆料在进行浇筑的时候，可以通过高压让堵水浆料可以更好的渗透到矿井之中各个位置的缝隙处，从而有效的提高堵水浆料在凝固之后的堵水效果。
Description
技术领域
本发明涉及岩土工程和矿业工程相关技术领域，具体为井下带压注浆堵水软硬骨料间歇可控加注装置及方法。
背景技术
水灾是造成重大经济损失和群死群伤最为严重的煤矿几大灾害事故之一，也是制约矿产安全可持续开采的主要因素，水害事故破坏性大，突发性强，往往导致大量的人员伤亡，给人民生命和国家财产造成无法挽回的损失；注浆堵水技术是一种有效的防治水方法，注浆堵水是将水泥将或化学浆通过管道压入井下岩层空隙、裂隙或巷道中，使其扩散、凝固和硬化，从而岩层具有较高的强度、密实性和不透水性，达到封堵截断补给水源和加固地层的作用，是矿井防治水害的重要手段之一。目前，注浆堵水已广泛用于矿井井筒注浆，封堵突水点，恢复被淹矿井，井巷堵水过含水层或导水断层，帷幕注浆堵水截流，减少矿井涌水量、底板注浆加固防止突水等方面已取得良好的效果，但目前矿井注浆所采用的设备结构较为复杂，需要人工量大，效率较低，且需要不断关闭压力泵，具有一定的局限性。
发明内容
本发明的目的在于提供井下带压注浆堵水软硬骨料间歇可控加注装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：井下带压注浆堵水软硬骨料间歇可控加注装置及方法，包括主管道和设置在主管道后方的第一截止阀门，所述第一截止阀门的后侧设置有第二管道，所述第二管道的后侧设置有第二截止阀门，所述第二截止阀门的后侧设置有止水套管，且主管道的前侧端设置有进气管道，且主管道的上方设置有注浆料管，所述主管道由主管和进料管组合而成，且主管与进料管之间为垂直设置，且进料管与水平面垂直，且其管道的端口设置有第一连接法兰盘、且主管的前后端分别设置有第二连接法兰盘和第三连接法兰盘，所述注浆料管通过其下端的法兰结构固定连接在第一连接法兰盘上，且进气管道道通过其后端的法兰结构固定连接在第二连接法兰盘上，且第一截止阀门通过其前端的法兰结构与第三连接法兰盘相连接，且第二管道、第二截止阀门、止水套管之间的连接关系均为通过其上的法兰盘进行固定连接。
优选的，所述注浆料管上端的进口共设置有三个，且其三个进口其中两个分别通过输料管道与两个不同加料仓的出料端相连接，其第三个进口通过输水管与供水设备的出水端相连接，且其输料管道与输水管的端部均设置有阀门结构。
优选的，所述注浆料管进口上通过输料管道连接的两个加料仓中均添加有堵水浆料，其堵水浆料为固体颗粒充填类阻水材料，其主要包括砂、砂砾、砾石、石屑、不同砾径的石子和不易被水冲走的木串混合而成。
优选的，所述第二管道的后侧边设置有进气口，所述进气口的端部设置有法兰结构，且进气口的端部位置处通过连接管连接有第二气阀。
优选的，所述进气管道的前侧端固定连接有51mm阀门，所述51mm阀门的前端连接有三通管道，所述三通管道的前端进口通过供气管道与供气设备相连接。
优选的，所述三通管道的另一进口端连接有气压表，所述气压表的另一端连接有第一气阀，所述第一气阀的另一端通过高压管与第二气阀的进气端口相连接。
优选的，所述主管道上的主管的一侧面开设有第一泄压管道和第二泄压管道，所述第一泄压管道和第二泄压管道的端口位置处分别设置有第一泄压阀和第二泄压阀。
井下带压注浆堵水软硬骨料间歇可控加注方法，包括以下步骤；
步骤A：首先将主管道、第一截止阀门、第二管道、第二截止阀门、止水管套、注浆料管、进气管道等结构在指定位置依次进行组合安装，然后将止水套管固定安装在待浇筑的位置处；
步骤B：当需要使用时，首先闭合高压管两端的第一气阀和第二气阀，然后再打开φ51mm阀门，将配比好的浆料注入到加料仓中，然后通过加料仓中的压力泵将浆料通过管道输入到进口，加料仓在图中未画出，将浆料输入主管道中；
步骤C：通过供气设备对供气管道供气，使主管道内的压力升高，在压力的作用下，浆料向后方流淌，当浆料流淌至后半段时，关闭第一截止阀门和φ51mm阀门，然后打开高压管两端的第一气阀和第二气阀，继续带压注浆，然后打开第一泄压阀，泄压后加料，以此持续注浆。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.通过在主管道的管道前端的第二连接法兰盘，并在其上通过进气管道连接有51mm阀门，并在其一端连接三通管道，并在三通管道的一端通过供气管道与供气设备进行连接，从而让矿井下堵水浆料在进行浇筑的时候，可以通过高压让堵水浆料可以更好的渗透到矿井之中各个位置的缝隙处，从而有效的提高堵水浆料在凝固之后的堵水效果；
2.并通过在第一截止阀门的后端设置第二管道，并在第二管道的后侧方向设置进气口，并将其进气口通过高压管与三通管道上横向方向的进口相连接，并在高压管的两端分别设置第一气阀和第二气阀，从而通过第一气阀、第二气阀的开合与第一截止阀门、第二截止阀门的开合搭配，从而实现不间断的浆料浇筑，以解决传统设备无法连续带压浇筑的问题；
3.通过在注浆料管的其中一个进口处通过输水管与供水设备的出水端相连接，从而让工作人员可以在一个位置处浇筑完成后可以及时的对浇筑管道结构进行清理，从而避免其内部浆料凝固，而导致其结构整体使用寿命降低的问题。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为图1中A处结构放大示意图；
图3为图1中B处结构放大示意图；
图4为图1中C处结构放大示意图；
图5为主管道结构示意图。
图中：1主管道、2第一截止阀门、3第二管道、4第二截止阀门、5止水套管、6注浆料管、7进气管道、8主管、9进料管、10第二连接法兰盘、11 第三连接法兰盘、12第一连接法兰盘、13第一泄压管道、14第二泄压管道、 15第一泄压阀、16第二泄压阀、17进口、18 51mm阀门、19三通管道、20 供气管道、21气压表、22第一气阀、23高压管、24进气口、25第二气阀、26连接管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：井下带压注浆堵水软硬骨料间歇可控加注装置及方法，包括主管道1和设置在主管道1后方的第一截止阀门2，第一截止阀门2的后侧设置有第二管道3，第二管道3的后侧设置有第二截止阀门4，第二截止阀门4的后侧设置有止水套管5，且主管道1的前侧端设置有进气管道7，且主管道1的上方设置有注浆料管6，主管道1由主管 8和进料管9组合而成，且主管8与进料管9之间为垂直设置，且进料管9与水平面垂直，且其管道的端口设置有第一连接法兰盘12、且主管8的前后端分别设置有第二连接法兰盘10和第三连接法兰盘11，注浆料管6通过其下端的法兰结构固定连接在第一连接法兰盘12上，且进气管道7通过其后端的法兰结构固定连接在第二连接法兰盘10上，且第一截止阀门2通过其前端的法兰结构与第三连接法兰盘11相连接，且第二管道3、第二截止阀门4、止水套管5之间的连接关系均为通过其上的法兰盘进行固定连接，通过在主管道1 的管道前端的第二连接法兰盘10，并在其上通过进气管道7连接有51mm阀门 18，并在其一端连接三通管道19，并在三通管道19的一端通过供气管道20 与供气设备进行连接，从而让矿井下堵水浆料在进行浇筑的时候，可以通过高压让堵水浆料可以更好的渗透到矿井之中各个位置的缝隙处，从而有效的提高堵水浆料在凝固之后的堵水效果。
进一步地，注浆料管6上端的进口17共设置有三个，且其三个进口17 其中两个分别通过输料管道与两个不同加料仓的出料端相连接，其第三个进口17通过输水管与供水设备的出水端相连接，且其输料管道与输水管的端部均设置有阀门结构，通过在注浆料管6的其中一个进口17处通过输水管与供水设备的出水端相连接，从而让工作人员可以在一个位置处浇筑完成后可以及时的对浇筑管道结构进行清理，从而避免其内部浆料凝固，而导致其结构整体使用寿命降低的问题；
进一步地，注浆料管6进口17上通过输料管道连接的两个加料仓中均添加有堵水浆料，其堵水浆料为固体颗粒充填类阻水材料，其主要包括砂、砂砾、砾石、石屑、不同砾径的石子和不易被水冲走的木串混合而成。
进一步地，第二管道3的后侧边设置有进气口24，进气口24的端部设置有法兰结构，且进气口24的端部位置处通过连接管26连接有第二气阀25。
进一步地，进气管道7的前侧端固定连接有51mm阀门18，51mm阀门18 的前端连接有三通管道19，三通管道19的前端进口17通过供气管道20与供气设备相连接。
进一步地，三通管道19的另一进口17端连接有气压表21，气压表21的另一端连接有第一气阀22，第一气阀22的另一端通过高压管23与第二气阀 25的进气端口相连接，通过在第一截止阀门4的后端设置第二管道3，并在第二管道3的后侧方向设置进气口24，并将其进气口通过高压管23与三通管道19上横向方向的进口17相连接，并在高压管23的两端分别设置第一气阀 22和第二气阀25，从而通过第一气阀22、第二气阀25的开合与第一截止阀门2、第二截止阀门4的开合搭配，从而实现不间断的浆料浇筑，以解决传统设备无法连续带压浇筑的问题。
进一步地，主管道1上的主管8的一侧面开设有第一泄压管道13和第二泄压管道14，第一泄压管道13和第二泄压管道14的端口位置处分别设置有第一泄压阀15和第二泄压阀16。
井下带压注浆堵水软硬骨料间歇可控加注方法，包括以下步骤；
步骤A：首先将主管道1、第一截止阀门2、第二管道3、第二截止阀门4、止水管套5、注浆料管6、进气管道7等结构在指定位置依次进行组合安装，然后将止水套管5固定安装在待浇筑的位置处；
步骤B：当需要使用时，首先闭合高压管23两端的第一气阀22和第二气阀25，然后再打开φ51mm阀门18，将配比好的浆料注入到加料仓中，然后通过加料仓中的压力泵将浆料通过管道输入到进口17，加料仓在图中未画出，将浆料输入主管道1中；
步骤C：通过供气设备对供气管道20供气，使主管道1内的压力升高，在压力的作用下，浆料向后方流淌，当浆料流淌至后半段时，关闭第一截止阀门2和φ51mm阀门18，然后打开高压管23两端的第一气阀22和第二气阀 25，继续带压注浆，然后打开第一泄压阀15，泄压后加料，以此持续注浆。
工作原理：实际使用时，工作人先通过对主管道1、第一截止阀门2、第二管道3、第二截止阀门4、止水套管5、注浆料管6、进气管道7等结构在指定位置进行组合安装，然后将止水套管5固定安装在待浇筑位置处，当设备使用时，先通过闭合高压管23两端的第一气阀22与第二气阀25，然后再打开φ51mm阀门18，接着将配比混合好的浆料注入到加料仓之中，然后通过加料仓中的压力泵将浆料泵入到输料管道中，并通过进口17进入到注浆料管 6中，并进入到主管道1中，而由于供气设备对主管道1中供气，从而对主管道1中进行增压，而由于压强的作用，浆料会向后方流淌，当浆料流到后半段后，关闭第一截止阀门2和φ51mm阀门18，然后打开高压管23两端的第一气阀22与第二气阀25，继续带压注浆，然后打开泄压阀，泄压后加料，以此持续注浆。由于加料装置结构简单，操作方便，每班设置2人，即可满足一个钻孔当班的加料工作，有效降低用工数量，提高单位用工效率。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (2)
1.井下带压注浆堵水软硬骨料间歇可控加注装置，包括主管道(1)和设置在主管道(1)后方的第一截止阀门(2)，其特征在于：所述第一截止阀门(2)的后侧设置有第二管道(3)，所述第二管道(3)的后侧设置有第二截止阀门(4)，所述第二截止阀门(4)的后侧设置有止水套管(5)，且主管道(1)的前侧端设置有进气管道(7)，且主管道(1)的上方设置有注浆料管(6)，所述主管道(1)由主管(8)和进料管(9)组合而成，且主管(8)与进料管(9)之间为垂直设置，且进料管(9)与水平面垂直，且其管道的端口设置有第一连接法兰盘(12)、且主管(8)的前后端分别设置有第二连接法兰盘(10)和第三连接法兰盘(11)，所述注浆料管(6)通过其下端的法兰结构固定连接在第一连接法兰盘(12)上，且进气管道(7)通过其后端的法兰结构固定连接在第二连接法兰盘(10)上，且第一截止阀门(2)通过其前端的法兰结构与第三连接法兰盘(11)相连接，且第二管道(3)、第二截止阀门(4)、止水套管(5)之间的连接关系均为通过其上的法兰盘进行固定连接；
所述注浆料管(6)上端的进口(17)共设置有三个，且其三个进口(17)其中两个分别通过输料管道与两个不同加料仓的出料端相连接，其第三个进口(17)通过输水管与供水设备的出水端相连接，且其输料管道与输水管的端部均设置有阀门结构；
所述注浆料管(6)进口(17)上通过输料管道连接的两个加料仓中均添加有堵水浆料，其堵水浆料为固体颗粒充填类阻水材料，其主要包括砂、砂砾、砾石、石屑、不同砾径的石子和不易被水冲走的木串混合而成；
所述第二管道(3)的后侧边设置有进气口(24)，所述进气口(24)的端部设置有法兰结构，且进气口(24)的端部位置处通过连接管(26)连接有第二气阀(25)；
所述进气管道(7)的前侧端固定连接有51mm阀门(18)，所述51mm阀门(18)的前端连接有三通管道(19)，所述三通管道(19)的前端进口(17)通过供气管道(20)与供气设备相连接；
所述三通管道(19)的另一进口(17)端连接有气压表(21)，所述气压表(21)的另一端连接有第一气阀(22)，所述第一气阀(22)的另一端通过高压管(23)与第二气阀(25)的进气端口相连接；
所述主管道(1)上的主管(8)的一侧面开设有第一泄压管道(13)和第二泄压管道(14)，所述第一泄压管道(13)和第二泄压管道(14)的端口位置处分别设置有第一泄压阀(15)和第二泄压阀(16)。
2.根据权利要求1所述的井下带压注浆堵水软硬骨料间歇可控加注装置的方法，其特征在于：包括以下步骤；
步骤A：首先将主管道(1)、第一截止阀门(2)、第二管道(3)、第二截止阀门(4)、止水套管(5)、注浆料管(6)、进气管道(7)等结构在指定位置依次进行组合安装，然后将止水套管(5)固定安装在待浇筑的位置处；
步骤B：当需要使用时，首先闭合高压管(23)两端的第一气阀(22)和第二气阀(25)，然后再打开φ51mm阀门(18)，将配比好的浆料注入到加料仓中，然后通过加料仓中的压力泵将浆料通过管道输入到进口(17)，将浆料输入主管道(1)中；
步骤C：通过供气设备对供气管道(20)供气，使主管道(1)内的压力升高，在压力的作用下，浆料向后方流淌，当浆料流淌至后半段时，关闭第一截止阀门(2)和φ51mm阀门(18)，然后打开高压管(23)两端的第一气阀(22)和第二气阀(25)，继续带压注浆，然后打开第一泄压阀(15)，泄压后加料，以此持续注浆。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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