CN210289703U - 钻孔水膨胀封堵引流装置 - Google Patents

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苏振国
李少刚
赵善坤
王超
刘毅涛
郑伟钰
顾颖诗
孟晓刚
孟俊杰
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Inner Mongolia Haosheng Coal Industry Co ltd
Ordos Yingpanhao Coal Co ltd
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Ordos Yingpanhao Coal Co ltd
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Abstract

本实用新型提出一种钻孔水膨胀封堵引流装置,属于地下工程钻孔水防治技术领域。本钻孔水膨胀封堵引流装置包括导流管、水压控制阀、引流控制阀、引流管和联络管;导流管的上端和下端均设置端头紧固件,导流管的外壁设置若干个紧固凸起,导流管的外壁且于两端头紧固件之间设置遇水膨胀橡胶层,遇水膨胀橡胶层包裹紧固凸起,遇水膨胀橡胶层的外壁向外凸起形成防滑棱,导流管的下端依次连接水压控制阀、引流控制阀和引流管,水压控制阀经联络管连接引流管;关闭引流控制阀后,导流管的水压高于水压控制阀设定水压值时,导流管的水可经联络管流至引流管。本实用新型的有益效果:可以实现对井下钻孔水封堵和引流,有效治理目前煤矿井下钻孔水问题。

Description

钻孔水膨胀封堵引流装置
技术领域
本实用新型涉及地下工程钻孔水防治技术领域,特别是涉及一种钻孔水膨胀封堵引流装置。
背景技术
据不完全统计,煤矿水害是煤矿日常生产中仅次于井下瓦斯事故的第二大灾害,每年全国各地煤矿都会不同程度的遭受水害影响,这给煤矿安全生产和员工人身安全造成了不可估量的损失。煤矿井下钻孔水作为煤矿水害重要诱发因素之一,其治理逐渐引起了相关部门的高度重视。煤矿井下钻孔水常规的治理方法有“钻孔封堵”和“钻孔水导流”两种。
钻孔封堵,应用材料主要为水泥药卷、海带、麻丝、钢管、圆木棍等,封堵过程存在很大的问题。首先是适用性问题,钻孔流水较大时封堵困难甚至无法封堵。其次是钻孔水压问题,虽然封堵了孔口,钻孔内部会形成一水柱存储水压,钻孔水在压力作用下会向周边扩散,从而沿着锚杆、锚索等支护材料体流出,削弱了封堵效果的同时破坏了巷道围岩支护体强度,存在安全隐患。
钻孔水导流,是将铁质或塑料倒漏斗直接置于钻孔外,然后通过排水管与集中排水区域连接,存在问题主要还是两个。首先是漏水问题,因为钻孔水流出后,很大一部分水会沿着顶板扩散,导致钻孔水收集不全。其次是标准化问题,为尽量收集钻孔水,往往要求设备尺寸足够大,增加挪移成本的同时有碍于煤矿井下标准化建设。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种钻孔水膨胀封堵引流装置,解决“目前煤矿井下钻孔水采用钻孔封堵、钻孔水导流等常规治理方法难以治理”的技术问题。
本实用新型提供一种钻孔水膨胀封堵引流装置,包括导流管、水压控制阀、引流控制阀、引流管和联络管;导流管的上端和下端均设置有端头紧固件,导流管的外壁设置若干个紧固凸起,导流管的外壁且于两端头紧固件之间设置有遇水膨胀橡胶层,遇水膨胀橡胶层包裹紧固凸起,遇水膨胀橡胶层的外壁向外凸起形成防滑棱,导流管的下端依次连接水压控制阀、引流控制阀和引流管,水压控制阀经联络管连接引流管;关闭引流控制阀后,导流管的水压高于水压控制阀设定水压值时,导流管的水可经联络管流至引流管。
进一步的,所述遇水膨胀橡胶层及防滑楞均由遇水膨胀橡胶条缠绕而成。
进一步的,所述紧固凸起呈散点状分布。
进一步的,所述防滑棱呈螺旋状布置。
进一步的,所述水压控制阀包括阀体、调压丝扣、调压螺母、调压球和调压弹簧,阀体内开设有导流通道和与导流通道连通的导流腔,导流通道的一端连通导流管,导流腔内设置有内螺纹,调压丝扣的一端螺纹连接于导流腔内,调压丝扣的另一端连接联络管,调压丝扣螺纹连接调压螺母,导流腔内且于导流通道的另一端出口处设置调压球,调压球可封堵导流通道的另一端出口,调压丝扣内部设置调压弹簧,调压弹簧的末端挤压调压球至导流通道的另一端出口。
进一步的,所述引流控制阀、引流管和联络管三者经三通连接。
进一步的,导流管的下端分别经丝扣连接水压控制阀和引流控制阀。
进一步的,所述导流管的下端外壁套设有让压弹簧,导流管的下端连接让压弹簧的上端,让压弹簧的下端经绳线连接有挂钩。
与现有技术相比,本实用新型的钻孔水膨胀封堵引流装置具有以下特点和优点:
本实用新型的钻孔水膨胀封堵引流装置,可以实现对井下钻孔水封堵和引流,有效治理目前煤矿井下钻孔水问题,封堵可靠、引流方便,突破了矿井钻孔水处理的技术瓶颈;该装置可以实现快速安装、随钻安装、单人安装,安装快捷、方便,施工作业时间短、成本低;该装置具有让压防冲的特性,可以满足井下作业要求。
结合附图阅读本实用新型的具体实施方式后,本实用新型的特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例钻孔水膨胀封堵引流装置的结构示意图;
图2为本实用新型实施例钻孔水膨胀封堵引流装置的局部剖面图。
具体实施方式
如图1、图2所示,本实施例提供一种钻孔水膨胀封堵引流装置,包括导流管4、水压控制阀、引流控制阀12、引流管16和联络管15等部件。
导流管4的上端(图1中的左端)和下端(图1中的右端)均设置有端头紧固件5。端头紧固件5为套筒状结构,两端的端头紧固件5用于将遇水膨胀橡胶层1夹紧固定。导流管4的外壁设置若干个紧固凸起3,紧固凸起3呈散点状分布。导流管4的外壁且于两端头紧固件5之间设置遇水膨胀橡胶层1。遇水膨胀橡胶层1包裹紧固凸起3。散点状分布的紧固凸起3,使导流管4与遇水膨胀橡胶层1牢固连接,避免在将导流管4向钻孔内投送时导流管4与遇水膨胀橡胶层1间发生错位移动。遇水膨胀橡胶层1的外壁向外凸起形成防滑棱2,防滑棱2呈螺旋状布置。遇水膨胀橡胶层1以及防滑棱2均由遇水膨胀橡胶条缠绕而成。遇水膨胀橡胶条的厚度不小于10mm,膨胀率不小于1.2。呈螺旋状布置的防滑棱2,一方面,可转动导流管4以将导流管4和遇水膨胀橡胶层1一并螺旋钻进钻孔内部;另一方面,在遇水膨胀橡胶层1、防滑棱2遇水膨胀后,防滑棱2增强了遇水膨胀橡胶层1与钻孔内壁间的摩擦,使遇水膨胀橡胶层1与钻孔内壁牢固贴合。
导流管4及其上的遇水膨胀橡胶层1、防滑棱2可以根据钻孔的尺寸设定,以满足不同直径、不同倾角、不同深度的钻孔。引流管16的尺寸可与井下排水管路适配。
导流管4的下端外壁套设有让压弹簧11,导流管4的下端连接让压弹簧11的上端,让压弹簧11的下端经钢绞线13连接有挂钩14。将挂钩14悬挂于顶板上的支护设备(如锚杆、锚网等)上,使本钻孔水膨胀封堵引流装置通过让压弹簧11与顶板接触。顶板来压时通过让压弹簧11缓冲,如此,使该装置具备让压防冲的特性,可以满足井下作业要求,提高了装置使用的安全性能。
导流管4的下端依次连接水压控制阀、引流控制阀12和引流管16,水压控制阀经联络管15连接引流管16。其中,导流管4的下端经丝扣连接水压控制阀,导流管4的下端经丝扣连接引流控制阀,引流控制阀12、引流管16和联络管15三者经三通17连接。导流管4与水压控制阀、引流控制阀12通过丝扣连接,使得水压控制阀、引流控制阀12及联络管15、引流管16等可以重复使用,有效降低了钻孔水处理的成本。
水压控制阀包括阀体6、调压丝扣8、调压螺母7、调压球9和调压弹簧10。阀体6内开设有导流通道61和导流腔62,导流通道61与导流腔62连通。导流通道61的一端连通导流管4,导流腔62内设置有内螺纹,调压丝扣8的一端螺纹连接于导流腔62内,调压丝扣8的另一端连接联络管15。调压丝扣8螺纹连接调压螺母7。导流腔62内且于导流通道61的另一端出口处设置调压球9,调压球9的截面尺寸大于导流通道61的另一端出口的截面尺寸,调压球9可封堵导流通道61的另一端出口。调压丝扣8内部设置调压弹簧10,调压弹簧10的末端挤压调压球9至导流通道61的另一端出口。
通过调压丝扣8在导流腔62旋入或旋出,以改变调压弹簧10的压缩量,改变调压弹簧10对调压球的压力,从而根据实际工况要求为水压控制阀设定水压值。待设定水压值后,通过调压螺母7紧固调压丝扣8,使调压丝扣8锁定在导流腔62。关闭引流控制阀12后,导流管4的水压高于水压控制阀设定水压值时,导流管4的水可经联络管15流至引流管16。
将本实施例的钻孔水膨胀封堵引流装置安装至钻孔的过程如下:开启引流控制阀12,将导流管4伸入钻孔,钻孔水依次通过导流管4、引流控制阀12、三通17和引流管16流出,并继续经管路流至集中排水处。引流控制阀12继续保持开启状态,形成排水循环,以避免钻孔内形成带压水柱。同时,钻孔水从导流管4的外侧经端头紧固件5流至遇水膨胀橡胶层1使遇水膨胀橡胶层1及防滑棱2膨胀,待水膨胀橡胶层1及防滑棱2膨胀达到设定时间实现充分膨胀后,关闭引流控制阀12,实现封堵。当钻孔内的水压(导流管4的水压)高于水压控制阀设定水压值时,导流管4的水可经联络管15流至引流管16,实现对钻孔水的过压保护并实现引流,并继续经管路流至集中排水处。
本实施例的钻孔水膨胀封堵引流装置,可以实现对井下钻孔水封堵和引流,有效治理目前煤矿井下钻孔水问题,封堵可靠、引流方便,突破了矿井钻孔水处理的技术瓶颈。该装置可以实现快速安装、随钻安装、单人安装,安装快捷、方便,施工作业时间短、成本低。该装置具有让压防冲的特性,可以满足井下作业要求。
当然,上述说明并非是对本实用新型的限制,本实用新型也并不仅限于上述举例,本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换,也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种钻孔水膨胀封堵引流装置,其特征在于:包括导流管、水压控制阀、引流控制阀、引流管和联络管;导流管的上端和下端均设置有端头紧固件,导流管的外壁设置若干个紧固凸起,导流管的外壁且于两端头紧固件之间设置有遇水膨胀橡胶层,遇水膨胀橡胶层包裹紧固凸起,遇水膨胀橡胶层的外壁向外凸起形成防滑棱,导流管的下端依次连接水压控制阀、引流控制阀和引流管,水压控制阀经联络管连接引流管;关闭引流控制阀后,导流管的水压高于水压控制阀设定水压值时,导流管的水可经联络管流至引流管。
2.根据权利要求1所述的钻孔水膨胀封堵引流装置,其特征在于:所述遇水膨胀橡胶层及防滑楞均由遇水膨胀橡胶条缠绕而成。
3.根据权利要求1所述的钻孔水膨胀封堵引流装置,其特征在于:所述紧固凸起呈散点状分布。
4.根据权利要求1所述的钻孔水膨胀封堵引流装置,其特征在于:所述防滑棱呈螺旋状布置。
5.根据权利要求1所述的钻孔水膨胀封堵引流装置,其特征在于:所述水压控制阀包括阀体、调压丝扣、调压螺母、调压球和调压弹簧,阀体内开设有导流通道和与导流通道连通的导流腔,导流通道的一端连通导流管,导流腔内设置有内螺纹,调压丝扣的一端螺纹连接于导流腔内,调压丝扣的另一端连接联络管,调压丝扣螺纹连接调压螺母,导流腔内且于导流通道的另一端出口处设置调压球,调压球可封堵导流通道的另一端出口,调压丝扣内部设置调压弹簧,调压弹簧的末端挤压调压球至导流通道的另一端出口。
6.根据权利要求1所述的钻孔水膨胀封堵引流装置,其特征在于:所述引流控制阀、引流管和联络管三者经三通连接。
7.根据权利要求1所述的钻孔水膨胀封堵引流装置,其特征在于:导流管的下端分别经丝扣连接水压控制阀和引流控制阀。
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