[發(fā)明專利]巷道破碎涌水圍巖鉆孔套管隔壓滲透封固注漿裝置及工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210583132.2
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN103061785A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李術(shù)才;林春金;潘光明;張慶松;李海燕;李召峰;楊騰;李紅偉
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學
• 主分類號: E21D11/10
• 分類號: E21D11/10;E21B33/13
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種井下鉆孔施工工藝，特別涉及一種巷道破碎涌水圍巖鉆孔套管隔壓滲透封固注漿裝置及工藝，屬于礦山、交通隧道、水利水電等地質(zhì)勘探、水害防治、基本建設(shè)等技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在煤礦井下探放水和注漿堵水鉆孔施工中，因受井下地質(zhì)和巷道環(huán)境及施工技術(shù)方案的限制，鉆孔開孔設(shè)計位置往往處于巷道圍巖巖壁涌水破碎段。在此條件下，因為巷道圍巖存在著破碎涌水，給鉆孔套管的封固帶來很大難度，封固失敗率很高。原因是在涌水破碎巖層內(nèi)對套管封固注漿操作中會因注漿壓力擾動，破壞本來就破碎的巖層，造成巷道破碎圍巖的變形甚至片幫、垮落。巷道巖壁片幫或垮落后一旦溝通深部高壓含水層，則會引起巷道的涌水甚至突水，給巷道運輸和安全帶來威脅，嚴重影響著礦井生產(chǎn)，并提高了礦井的防治水成本和壓力。

因為巷道圍巖處于涌水和破碎狀態(tài)，采用常規(guī)的淺層注漿加固構(gòu)筑形成注漿隔水巖帽的方法難以奏效，并且在注漿時，注漿壓力也會擾動破壞巷道圍巖，阻水巖帽形成后，隨著泄水量的減少，含水層水壓就會逐漸升高，直到其壓力足以破壞阻水巖帽。尤其是在深部對高壓含水層進行注漿時，注漿壓力和水壓的共同作用，往往也會破壞阻水巖帽，再次造成巷道涌水。這就是注漿過程中或者巷道經(jīng)注漿堵水一段時間后再次出現(xiàn)涌水的主要原因之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了解決上述問題，提供一種巷道破碎涌水圍巖內(nèi)鉆孔套管隔壓滲透封固注漿裝置及工藝，隔離巷道圍巖的涌水破碎段，使對套管的封固注漿壓力難以作用在涌水破碎圍巖上，通過注漿，把注漿壓力作用在完整巖石上，并使?jié){液滲透進入到完整巖石內(nèi)的導水裂隙中，通過漿液滲透擴散封堵巷道涌水，并達到安全下入套管并保證套管封固質(zhì)量的目的，它具有解決了注漿壓力對涌水破碎圍巖的破壞，避免了巷道圍巖的變形和垮塌的優(yōu)點。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

巷道破碎涌水圍巖內(nèi)鉆孔套管隔壓滲透封固注漿裝置，它包括并在一起的隔壓膨脹注漿器和滲透注漿管；隔壓膨脹注漿器與滲透注漿管并在一起稱之為隔壓滲透注漿器；

所述隔壓膨脹注漿器包括依次連接的隔壓膨脹注漿器注漿管接頭、第一截門、第一壓力表、隔壓膨脹注漿器端部、隔壓膨脹注漿器注漿管和堵頭，所述隔壓膨脹注漿器注漿管兩端加工成馬牙扣，所述隔壓膨脹注漿器注漿管的外圍包裹一層膨脹布，所述膨脹布的兩端通過綁帶固定在馬牙扣上，所述膨脹布內(nèi)的隔壓膨脹注漿器注漿管上設(shè)有若干個溢流孔；

所述滲透注漿管包括依次連接的滲透注漿管接頭、第二截門、第二壓力表。

所述隔壓膨脹注漿器用PPR管加工而成，規(guī)格為S2、dn25mm×en2.5mm。

所述膨脹布是較柔軟的密度較高的化纖布，所述化纖布長度要比巷道圍巖破碎帶厚度長2m，所述化纖布的寬度為鉆孔周長的1.3倍，所述化纖布為長筒狀。

所述馬牙扣的長度為300mm。

所述滲透注漿管用PPR管加工而成，規(guī)格為S2、dn25mm×en2.5mm。

巷道破碎圍巖內(nèi)鉆孔套管隔壓滲透封固注漿裝置，它還包括取芯管、套管、孔口止?jié){塞和注漿泵。

所述取芯管的一端設(shè)有取芯鉆頭，所述取芯管的另外一端連接異徑接頭，所述異徑接頭連接鉆桿。

所述套管一端連接套管接頭，所述套管接頭連接第三截門，所述套管外圍焊接套管扶正器。所述套管扶正器用于保證套管位于鉆孔的中心，并起到增加套管向外移動阻力的作用。

所述孔口止?jié){塞上設(shè)有注漿短管，所述注漿短管的一端依次連接有第三壓力表和第四截門。

所述注漿泵采用低壓小泵量注漿泵，選擇氣動注漿泵或電動注漿泵。所述氣動注漿泵的型號可以是：ZBQ-27/1.5；所述電動注漿泵的型號可以是：3NB75/2-4。

巷道破碎圍巖內(nèi)鉆孔套管隔壓滲透封固注漿工藝，主要包含以下工作步驟：

步驟1，施工探查鉆孔；首先在巷道圍巖內(nèi)施工探查鉆孔，探查出巷道圍巖內(nèi)破碎帶的厚度；

步驟2，把隔壓滲透注漿器送入鉆孔內(nèi)，對隔壓膨脹注漿器進行注漿；把隔壓膨脹注漿器速凝材料注入到隔壓膨脹注漿器注漿管中，隔壓膨脹注漿器速凝材料會通過隔壓膨脹注漿器注漿管的溢流孔流入膨脹布中，膨脹布膨脹后適應孔壁的不規(guī)則表面并和孔壁緊密結(jié)合；停止注漿并候凝；

步驟3，通過滲透注漿管對鉆孔進行注漿；注漿材料漿液擴散到導水裂隙中，停止注漿并候凝；

步驟4，掃孔取出隔壓膨脹注漿器和滲透注漿管，掃孔后，孔內(nèi)形成一個由隔壓膨脹注漿器速凝材料形成的預留環(huán)狀止水圈；