CN114458234A - 一种用于地下含水层岩体掘进的堵水施工方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于地下含水层岩体掘进的堵水施工方法，涉及矿山采矿技术领域，本发明通过在堵水孔（2）内放置充填料管（6），然后通过充填料管往堵水孔及裂隙带（5）内充填填充材料（4），由于填充材料在凝固之前是液态的，通过液态流动性的优势可以通过给予适当压力，实现对堵水孔及裂隙带进行压力充填，使填充材料进入裂隙带内，且在一定范围内形成充填圈，以此保证堵水孔壁及裂隙带被填充材料填满，阻止流水通过等，本发明具有操作方便，封堵效率高、使用效果好等优点，适合大范围的推广和应用。
Description
技术领域
本发明涉及矿山采矿技术领域，具体涉及一种用于地下含水层岩体掘进的堵水施工方法。
背景技术
已知的，采掘过程中通常采用爆破的方式进行，而在爆破过程中，炸药在岩体炮孔或药室内爆炸时，爆炸后瞬间释放出巨大的能量，产生的爆炸气体瞬间膨胀并作用于装药四周的岩壁上，形成一种强冲击荷载，使岩体产生不同程度的变形和破坏，其中爆破裂隙分两类，一类是爆破作用产生新裂隙，另一类是由于爆破作用引起岩体中原有节理、裂隙的张开扩大。
井巷周围的水只有通过某种通道才可以进入井巷，由于矿井周围岩体受到开采、掘进机械的影响，岩土体出现松动、破碎的现象以及一些节理构造。这些因素可能成为充水通道，包括断层、陷落柱及其破碎带，封闭不良的钻孔，小窑及填充不实的井热口，导水裂缝带，废弃巷道，采空塌陷等。
在掘进过程中，由于爆破施工，造成预设的待爆体脱离原岩体，而原来平衡点被打破，对于一些岩体结构孔隙比较大，裂隙比较多的岩体，人为的打通了一条水的通道，岩体里的水顺着通道进入作业面，造成作业面涌水现象发生，从打开通道，水流动的过程中产生物理作用和化学作用，岩体的物理作用有润滑作用、软化和泥化作业；而岩体的化学作用的离子交换作用：富含Ca、Mg 离子的地下水在流经富含Na 离子的岩土时，Ca、Mg 离子置换岩土中的 Na 离子，一方面，由水中 Na 离子富集使天然地下水软化，另一方面，岩土中的Ca、Mg 离子增加了孔隙度和渗透性能，且溶解作用和溶蚀作用，大气降雨中的酸性物质在地下水中对岩石中的石灰岩、白云岩、石膏等产生溶蚀作用，使岩体产生裂隙和溶洞，增加了岩体的渗透性能等，那么如何提供一种用于地下含水层岩体掘进的堵水施工方法就成了本领域技术人员的长期技术诉求。
发明内容
为克服背景技术中存在的不足，本发明提供了一种用于地下含水层岩体掘进的堵水施工方法，本发明通过在堵水孔内放置充填料管，然后通过充填料管往堵水孔及裂隙带内充填填充材料，有效的提高了对堵水孔封堵的效果等。
为实现如上所述的发明目的，本发明采用如下所述的技术方案：
一种用于地下含水层岩体掘进的堵水施工方法，所述堵水施工方法具体包括如下步骤：
第一步、作业人员首先按照设计要求在岩体上钻凿堵水孔，堵水孔钻凿完毕后，将堵头固定到充填料管的端部，然后将充填料管塞入堵水孔内并使堵头抵触堵水孔的底部；
第二步、将孔口定位环套接在充填料管外端头的外缘面上，然后将孔口定位环滑动到堵水孔的孔口，然后在孔口定位环外侧充填料管的外缘面上套接孔口卡扣，孔口卡扣通过锁紧螺母压紧并推动孔口定位环向堵水孔内滑动，直至孔口卡扣的内侧面与岩体贴合；
第三步、将充填料管外端头的进料口外接充填料机，在充填料机内装入填充材料，充填开始时，将填充材料缓慢的压入充填料管内，当充填料管内完全充满填充材料时增大填充压力，使填充材料通过充填料管上的出料口进入充填料管与堵水孔内壁之间的空隙内以及堵水孔周围的裂隙带内，当堵水孔及堵水孔周围无明显渗水时结束充填；
第四步、结束充填后，进料口与充填料机断开，等待30～60分钟使填充材料凝固即完成了对堵水孔的封堵。
所述的用于地下含水层岩体掘进的堵水施工方法，所述堵水孔的中心轴线与水平面的夹角为25°。
所述的用于地下含水层岩体掘进的堵水施工方法，所述充填料管为圆管形结构，在充填料管两端头的外缘面上分别设有外螺纹，充填料管的一端通过外螺纹丝接堵头，充填料管的另一端通过外螺纹丝接锁紧螺母。
所述的用于地下含水层岩体掘进的堵水施工方法，所述孔口定位环的外缘面与堵水孔的内缘面为过盈配合。
所述的用于地下含水层岩体掘进的堵水施工方法，所述堵头的外径小于堵水孔的内径大于充填料管外径。
所述的用于地下含水层岩体掘进的堵水施工方法，所述充填料管的外缘面上设有复数个出料口。
所述的用于地下含水层岩体掘进的堵水施工方法，所述孔口定位环上设有排气孔。
所述的用于地下含水层岩体掘进的堵水施工方法，所述填充材料按重量百分比包括如下组分：
聚合高分子树脂合成剂 85%；
粘稠剂 10%；
凝结固化剂 3%；
注输润滑剂 0.5%；
抗氧化剂 1.5%。
所述的用于地下含水层岩体掘进的堵水施工方法，所述聚合高分子树脂合成剂为双酚A型环氧树脂与多酚型缩水甘油醚环氧树脂的组合，双酚A型环氧树脂与多酚型缩水甘油醚环氧树脂的比例为1:2。
所述的用于地下含水层岩体掘进的堵水施工方法，所述粘稠剂为复合玛皂与脲基增稠剂的组合，复合玛皂与脲基增稠剂的组合比例为1.5:1，所述凝结固化剂为聚醚胺类与芳香族酸酐的组合，聚醚胺类与芳香族酸酐的组合比例为1:1，所述注输润滑剂为合成酶。
采用如上所述的技术方案，本发明具有如下所述的优越性：
本发明通过在堵水孔内放置充填料管，然后通过充填料管往堵水孔及裂隙带内充填填充材料，由于填充材料在凝固之前是液态的，通过液态流动性的优势可以通过给予适当压力，实现对堵水孔及裂隙带进行压力充填，使填充材料进入裂隙带内，且在一定范围内形成充填圈，以此保证堵水孔壁及裂隙带被填充材料填满，阻止流水通过等，本发明具有操作方便，封堵效率高、使用效果好等优点，适合大范围的推广和应用。
附图说明
图1为本发明实施例中堵水孔的设置结构示意图；
图2为本发明实施例中堵水孔的封堵结构示意图；
在图中：1、岩体；2、堵水孔；3、堵头；4、填充材料；5、裂隙带；6、充填料管；7、出料口；8、孔口定位环；9、孔口卡扣；10、锁紧螺母；11、进料口。
具体实施方式
通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，本发明并不局限于下面的实施例；
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“侧向”、“长度”、“宽度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
结合附图1～2所述的一种用于地下含水层岩体掘进的堵水施工方法，所述堵水施工方法具体包括如下步骤：
第一步、作业人员首先按照设计要求在岩体1上钻凿堵水孔2，实施时，所述堵水孔2的中心轴线与水平面的夹角为25°；堵水孔2钻凿完毕后，将堵头3固定到充填料管6的端部，然后将充填料管6塞入堵水孔2内并使堵头3抵触堵水孔2的底部；
第二步、将孔口定位环8套接在充填料管6外端头的外缘面上，然后将孔口定位环8滑动到堵水孔2的孔口，然后在孔口定位环8外侧充填料管6的外缘面上套接孔口卡扣9，孔口卡扣9通过锁紧螺母10压紧并推动孔口定位环8向堵水孔2内滑动，直至孔口卡扣9的内侧面与岩体1贴合；
第三步、将充填料管6外端头的进料口11外接充填料机，在充填料机内装入填充材料4，充填开始时，将填充材料4缓慢的压入充填料管6内，当充填料管6内完全充满填充材料4时增大填充压力，使填充材料4通过充填料管6上的出料口7进入充填料管6与堵水孔2内壁之间的空隙内以及堵水孔2周围的裂隙带5内，当堵水孔2及堵水孔2周围无明显渗水时结束充填；
第四步、结束充填后，进料口11与充填料机断开，等待30～60分钟使填充材料4凝固即完成了对堵水孔2的封堵。
具体实施时，所述充填料管6为圆管形结构，在充填料管6两端头的外缘面上分别设有外螺纹，充填料管6的一端通过外螺纹丝接堵头3，充填料管6的另一端通过外螺纹丝接锁紧螺母10，在充填料管6的外缘面上设有复数个出料口7。
进一步，所述孔口定位环8的外缘面与堵水孔2的内缘面为过盈配合，然后在孔口定位环8上设有用于排气的排气孔，所述堵头3的外径小于堵水孔2的内径大于充填料管6外径。
所述填充材料4按重量百分比包括如下组分：
聚合高分子树脂合成剂 85%；粘稠剂 10%；
凝结固化剂 3%；注输润滑剂 0.5%；
抗氧化剂 1.5%。
实施时，所述聚合高分子树脂合成剂为双酚A型环氧树脂与多酚型缩水甘油醚环氧树脂的组合，双酚A型环氧树脂与多酚型缩水甘油醚环氧树脂的比例为1:2，所述粘稠剂为复合玛皂与脲基增稠剂的组合，复合玛皂与脲基增稠剂的组合比例为1.5:1，所述凝结固化剂为聚醚胺类与芳香族酸酐的组合，聚醚胺类与芳香族酸酐的组合比例为1:1，所述注输润滑剂为合成酶。
本发明的主要优势在于如下几点：
1、填充材料4具有强力的粘结性，通过填充材料4自身优益性可以和堵水孔2的孔壁进行胶结；
2、填充材料4在凝固之前是液态的，通过液态流动性的优势可以通过给予适当压力，实现对堵水孔2及裂隙带5进行压力充填，使填充材料4进入裂隙带5内，且在一定范围内形成充填圈，以此保证堵水孔2壁及裂隙带5被填充材料4填满，阻止流水通过等；
3、填充材料4具有自身的柔韧度和强度，强度方面，填充材料4不会随意折断、掉渣、起泡，韧度方面是填充材料4有适当的弹性塑变，当受到外界的冲击，振动后，会适当变形，当冲击和振动作用力消失后，会自主慢慢的回弹到原有状态。
本发明未详述部分为现有技术。
为了公开本发明的发明目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和发明范围内的实施例的所有变化和改进。
Claims (10)
1.一种用于地下含水层岩体掘进的堵水施工方法，其特征是：所述堵水施工方法具体包括如下步骤：
第一步、作业人员首先按照设计要求在岩体（1）上钻凿堵水孔（2），堵水孔（2）钻凿完毕后，将堵头（3）固定到充填料管（6）的端部，然后将充填料管（6）塞入堵水孔（2）内并使堵头（3）抵触堵水孔（2）的底部；
第二步、将孔口定位环（8）套接在充填料管（6）外端头的外缘面上，然后将孔口定位环（8）滑动到堵水孔（2）的孔口，然后在孔口定位环（8）外侧充填料管（6）的外缘面上套接孔口卡扣（9），孔口卡扣（9）通过锁紧螺母（10）压紧并推动孔口定位环（8）向堵水孔（2）内滑动，直至孔口卡扣（9）的内侧面与岩体（1）贴合；
第三步、将充填料管（6）外端头的进料口（11）外接充填料机，在充填料机内装入填充材料（4），充填开始时，将填充材料（4）缓慢的压入充填料管（6）内，当充填料管（6）内完全充满填充材料（4）时增大填充压力，使填充材料（4）通过充填料管（6）上的出料口（7）进入充填料管（6）与堵水孔（2）内壁之间的空隙内以及堵水孔（2）周围的裂隙带（5）内，当堵水孔（2）及堵水孔（2）周围无明显渗水时结束充填；
第四步、结束充填后，进料口（11）与充填料机断开，等待30～60分钟使填充材料（4）凝固即完成了对堵水孔（2）的封堵。
2.根据权利要求1所述的用于地下含水层岩体掘进的堵水施工方法，其特征是：所述堵水孔（2）的中心轴线与水平面的夹角为25°。
3.根据权利要求1所述的用于地下含水层岩体掘进的堵水施工方法，其特征是：所述充填料管（6）为圆管形结构，在充填料管（6）两端头的外缘面上分别设有外螺纹，充填料管（6）的一端通过外螺纹丝接堵头（3），充填料管（6）的另一端通过外螺纹丝接锁紧螺母（10）。
4.根据权利要求1所述的用于地下含水层岩体掘进的堵水施工方法，其特征是：所述孔口定位环（8）的外缘面与堵水孔（2）的内缘面为过盈配合。
5.根据权利要求1所述的用于地下含水层岩体掘进的堵水施工方法，其特征是：所述堵头（3）的外径小于堵水孔（2）的内径大于充填料管（6）外径。
6.根据权利要求1所述的用于地下含水层岩体掘进的堵水施工方法，其特征是：所述充填料管（6）的外缘面上设有复数个出料口（7）。
7.根据权利要求1所述的用于地下含水层岩体掘进的堵水施工方法，其特征是：所述孔口定位环（8）上设有排气孔。
8.根据权利要求1所述的用于地下含水层岩体掘进的堵水施工方法，其特征是：所述填充材料（4）按重量百分比包括如下组分：
聚合高分子树脂合成剂 85%；
粘稠剂 10%；
凝结固化剂 3%；
注输润滑剂 0.5%；
抗氧化剂 1.5%。
9.根据权利要求8所述的用于地下含水层岩体掘进的堵水施工方法，其特征是：所述聚合高分子树脂合成剂为双酚A型环氧树脂与多酚型缩水甘油醚环氧树脂的组合，双酚A型环氧树脂与多酚型缩水甘油醚环氧树脂的比例为1:2。
10.根据权利要求8所述的用于地下含水层岩体掘进的堵水施工方法，其特征是：所述粘稠剂为复合玛皂与脲基增稠剂的组合，复合玛皂与脲基增稠剂的组合比例为1.5:1，所述凝结固化剂为聚醚胺类与芳香族酸酐的组合，聚醚胺类与芳香族酸酐的组合比例为1:1，所述注输润滑剂为合成酶。
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