CN85105851B - 充袋堵水方法和设备 - Google Patents
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Abstract
充袋堵水方法和设备属于矿井水灾治理技术，它实现了由地面经小钻孔向流水巷道下大骨料堵截水流的技术方案。主要特征是将浆液由地面注浆站注入处于钻孔终端预定位置的注浆袋内，注浆袋容积２ｍ↑［２］以上，由下送机构送下，充袋后的注浆袋由脱落机构脱落，达到堵截巷道中流水的目的。该方法具有节省材料，堵水费用低，效果显著等特点。
Description
本发明涉及的是：在发生重大水患的矿井中，一种从地面堵截井下流水巷道水流的工艺和设备。
现有的截堵井下水流的方法和设备，只限于载堵从岩层缝隙中涌出的水流。矿井发生重大水患时，欲在巷道中堵截水流，只能在巷道上方开出直径1～1.5米的井筒，通过井筒下送巨形料块，方可能形成阻水段，达到截堵水流的目的。但开凿井筒，费时费钱。这种方法是不现实的。国内外目前还没有一种简便实用的在地面截堵井下巷道中水流的工艺和设备。
本发明的目的是要提供一种方法和设备，能从地面用普通钻机打出直径120mm左右的钻孔，通过这样小直径的钻孔，向井下流水巷道下送多个大块物料，达到截堵水流的目的。
下面结合附图对本发明的解决方案详细描述。
图1为双液注浆系统图。
图2为双液注浆安装图。
制作一个软容器，称作注浆袋1。它可用涂胶尼龙布制作，根据强度要求，可使用一层、双层或多层尼龙布，使之能承受5.7～34kg/cm2的压力。为进一步提高注浆袋的强度和增加停挂在巷道中的机会，还可以在注浆袋的外面加用尼龙绳编结的网罩。注浆袋1是用为容纳速凝浆液的，容积可在2～10m3或以上，注浆袋1的袋嘴23紧固在脱落器18的进液嘴19上。在注浆袋1上装有两个放气阀2，用于向袋内充注浆液时，排放袋内气体。
注浆袋1装在注浆袋下送机构的储袋缸4内。注浆袋下送机构为活塞式，由储袋缸4、活塞3、销紧器22和防脱胶板21组成。与注浆袋1的袋嘴23紧固在一起的脱落器18和活塞3的内孔为螺旋联结，螺纹为反丝扣矩形螺纹。储袋缸4的下端用柔性防脱胶板21封闭，其用途是在储袋缸4沿钻孔下放过程中，防止注浆袋1脱出和使其不致受到机械损伤。销紧器22装在储袋缸4的末端，销紧器22与活塞3为斜面接触，当活塞3受浆液推动到与销紧器22接触时，活塞3即不能再向下移动或转动。
注浆袋下送机构装在套管17的底部送注浆袋1到预定位置。浆液从地面泵送系统经注浆钻杆16和套管17流向储袋缸4内的活塞3上部。因水泥浆液比重大，在管路中流速高，作用在注浆袋1底部的压力，如果钻孔终孔位置距地表高度为150～260米时高达40kg/cm2以上。为了减少浆液对注浆袋1的冲击，在储袋缸4的顶部增设溢流阀5，起减压作用，溢流阀5的放开压力可调定等于或大于浆液静压头的压力。
充袋所用的浆液是双浆浆液。采用水灰比为0.6～1∶1的普通硅酸盐水泥浆和40波美度的水玻璃。水玻璃从注浆钻杆16、水泥浆通过注浆钻杆16与套管17的环形间隙分别通过各自的溢流阀5减压，通过溢流阀5后两种浆液混合，经与活塞3相连的脱落器18注入注浆袋1。
充袋完毕，浆液即已固结，须即刻起动注浆袋脱落机构脱放充满凝固浆液的注浆袋1。
注浆袋脱落机构为旋转式，由销紧器22、活塞3和脱落器18组成。只需钻机顺时针方向旋转套管，脱落器即可脱落。
充袋堵水的工艺过程说明如下：浆液在地面制备系统制备，分别放入浆池14，泵站设有安全阀15，浆液流经泵送系统的泵站总开关11。在启动变量泵12前，先关闭手动开关8，打开排气手动开关9。启动变量泵12，并调好预定的压力和流量。浆液经过滤网13手动开关11软管10到出现在排气手动开关9时，先停水玻璃泵，水泥浆泵继续运转。打开手动开关8，而后关闭排气手动开关9，水泥浆液流经注浆钢管6和注浆钻杆16与套管17之间形成的环形间隙。观看压力表7，确认水泥浆液已将本身的溢流阀5开启后，再开水玻璃泵。两溢流阀5均开启后，两种浆液进行混合，混合后的浆液进入储袋缸4并推动活塞3向下移动，此时储存在储袋缸内的注浆袋1在活塞3的推动下，慢慢向下移动，推至流水巷道，活塞3被推至储袋缸4最底部由销紧器22卡住停止下移或转动。混合后的双浆液缓缓进入注浆袋1，注浆袋1上的放气阀2排除充入袋内的气体。根据注浆袋的容积，实行定量注浆。注浆完毕后，启动钻机，以顺时方向旋转套管，使脱落器及时脱落。脱落后清洗回撤钻具，完成一次下放大骨料过程。根据需要，可继续通过该钻孔下放多个大骨料。
充袋堵水实现了由小钻孔下多个大骨料的技术方案。由于凝结在袋内的大块水泥不易被水冲走，容易形成阻力段，能在有限空间封堵水流。本法使用材料少，堵水成本低，具有显著截堵巷道水流的效果。从范矿发生严重透水灾害后的实用情况更可看出本法的积极作用。当时范矿被水淹没后，有三条巷道向相邻吕矿过水，过水量达200m3/分，经采用充袋堵水工艺与其他措施相结合，成功地堵截了范矿流向吕矿的大水。
Claims (3)
1、一种充袋堵水方法，矿井发生重大水患时，利用普通钻机向拟堵住水流的巷道钻出小口径钻孔，在地面通过这个钻孔以一种设备可多次将大容积注浆袋下送至钻孔底口，从地面经过钻孔中的注浆管和套管向注浆袋充注速凝浆液形成大骨料，通过一种机构将注浆袋放入流水巷道形成阻水段，其特征在于通过注浆管和该管与套管的环形间隙，分别输送水玻璃和普通硅酸盐水泥浆，并通过各自的溢流阀减压混合后向注浆袋定量注浆。
2、如权利要求1所述的充袋堵水方法所用的设备，包括地面的浆液制备系统、浆液泵送系统、注浆管、套管、溢流阀、注浆袋下送机构、注浆袋脱落机构和注浆袋，其特征在于安装在套管上的可将大容积注浆袋送至钻孔底口的注浆袋下送机构，由储袋缸、藉脱落器与注浆袋相连可在储袋缸中移动将注浆袋从储袋缸中推出活塞、防止储袋缸下送过程中注浆袋从储袋缸中脱出或受到机械损伤的防脱胶板和在储袋缸底部阻止活塞继续向下移动的销紧器组成。
3、如权利要求2所述的充袋堵水方法所用的设备，其特征在于注浆袋脱落机构由一端与活塞反丝扣螺纹连接，另一端与注浆袋连接的脱落器、与脱落器反丝扣螺纹连接的活塞和阻止活塞移动和转动的销紧器组成，能使注浆袋与储袋缸脱开。
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