[發明專利]一種凍結法施工井筒圍巖水壓測量及限量排水裝置及其施工方法

有效

• 申請號: 201310554990.9
• 申請日: 2013-11-11
• 公開（公告）號: CN103556989A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 劉洪強;高秋野;李林
• 申請（專利權）人: 煤炭工業濟南設計研究院有限公司
• 主分類號: E21B47/06
• 分類號: E21B47/06;E21F16/00;E21F17/18
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 張貴賓

（一）????????技術領域

????本發明涉及井筒檢測設備領域，特別涉及一種凍結法施工井筒圍巖水壓測量及限量排水裝置及其施工方法。

（二）????????背景技術

????近年來，在煤炭開采過程中，礦井建設條件越來越差，而面臨的主要問題是圍巖自承能力差和井筒漏水。凍結法能有效防水和提高圍巖的穩定性，成為穿越不穩定厚表土層、破碎巖層、軟巖地層最有效的井筒特殊施工方法之一，受到了廣泛應用。但是凍結法并不能長期解除井筒圍巖內水壓的作用，在凍結壁化凍之后，原有水壓會不可避免的作用于井筒壁。并且，由于凍結管的貫穿作用及土的凍脹融縮作用，改變了原有圍巖含水層構造，一方面，使得變化后的水壓大小不可預測，極易造成凍結井壁接茬、設置預埋件等薄弱處突水；另一方面，使得含水層位置不可預測，后續分段注漿防水等加固措施應用過程中，加固位置選擇具有盲目性，分段加固往往起不到預期堵水效果。因此，隨時掌握井筒圍巖不同位置水壓大小及含水層位置，具有非常重要的意義。

（三）????????發明內容

????本發明為了彌補現有技術的不足，提供了一種設計合理，布置方便的凍結法施工井筒圍巖水壓測量及限量排水裝置及其施工方法。

本發明是通過如下技術方案實現的：?

一種凍結法施工井筒圍巖水壓測量及限量排水裝置，其特征是：包括預埋在井壁圍巖外側的集水管，集水管尾端連接有穿過井壁圍巖的排水管；所述排水管連接彎管后連接四通，四通的其余三端分別連接有水壓表、水壓壓力報警器和自動排水閥。

所述集水管采用長1.5m，直徑30mm的不銹鋼鋼管，上面密布直徑2mm的小孔，集水管周圍用兩層土工膜包裹；所述排水管為直徑10mm的不銹鋼鋼管，伸出井壁后通過彎管貼于井壁圍巖內側上；所述水壓表、水壓壓力報警器、自動排水閥通過四通分別與排水管連接，水壓表為密閉式，水壓壓力報警器為水壓控制式，自動排水閥為水壓控制式；所述自動排水閥位于與排水管在一條直線上的四通端。

所述凍結法施工井筒圍巖水壓測量及限量排水裝置的施工方法，其特征在于包括了以下步驟：A）在井筒圍巖內每隔一定距離，特別是井壁接茬、設置預埋件等薄弱處，預埋集水管及排水管，排水管伸出井壁后用鋼管堵頭封堵；B)井壁施工結束后，通過彎管及四通，安裝水壓表水壓壓力報警器、自動排水閥；C)根據井壁最薄弱處所能承受的水壓，預定水壓壓力報警器報警水壓及自動排水閥自動排水水壓，自動排水水壓略高于報警水壓。

本發明凍結法施工井筒圍巖水壓測量及限量排水裝置及其施工方法的優點為：

（1）能隨時掌握井壁各個位置水壓，特別是井筒薄弱處水壓，根據水壓大小采取不同的加固措施；

（2）能準確掌握含水層位置，根據實際情況，有效確定注漿防水等加固措施位置；

（3）定壓報警和定壓排水，有效防止井筒突水現象的發生；

（4）結構簡單，施工及使用方便。

（四）????????附圖說明

下面結合附圖對本發明作進一步的說明。

附圖1為本發明的結構示意圖；

附圖2為本發明的A-A剖面結構示意圖；

圖中，1井壁圍巖，2集水管，3排水管，4彎管，5四通，6水壓表，7水壓壓力報警器，8自動排水閥。

（五）????????具體實施方式

附圖為本發明的一種具體實施例。該實施例包括預埋在井壁圍巖1外側的集水管2，集水管2尾端連接有穿過井壁圍巖1的排水管3；所述排水管3連接彎管4后連接四通5，四通5的其余三端分別連接有水壓表6、水壓壓力報警器7和自動排水閥8；所述自動排水閥8位于與排水管3在一條直線上的四通5端；所述集水管2采用長1.5m，直徑30mm的不銹鋼鋼管，上面密布直徑2mm的小孔，集水管2周圍用兩層土工膜包裹；所述排水管3為直徑10mm的不銹鋼鋼管，伸出井壁后通過彎管4貼于井壁圍巖1內側上；所述水壓表6、水壓壓力報警器7、自動排水閥8通過四通5分別與排水管3連接，水壓表6為密閉式，水壓壓力報警器7為水壓控制式，水壓達到定壓后，能自動報警；自動排水閥8為水壓控制式，水壓達到定壓后，能自動排水。

本發明凍結法施工井筒圍巖水壓測量及限量排水裝置的施工方法，其特征在于包括了以下步驟：1）??在井筒圍巖1內每隔一定距離，特別是井壁接茬、設置預埋件等薄弱處，預埋集水管2及排水管3，排水管3伸出井壁后用鋼管堵頭封堵；2）井壁施工結束后，通過彎管4及四通5，安裝水壓表6、水壓壓力報警器7、自動排水閥8；3）根據井壁最薄弱處所能承受的水壓，預定水壓壓力報警器7報警水壓及自動排水閥8自動排水水壓，自動排水水壓略高于報警水壓。