[實用新型]動水大通道突水鉆孔網(wǎng)架、氣囊、注漿一體化封堵裝置

有效

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• 申請日: 2020-10-13
• 公開（公告）號: CN212642762U
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發(fā)明（設計）人: 許建強;楊拓;陳鵬;邱浪;丁騰威;孫建
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: E21D11/38
• 分類號: E21D11/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了一種動水大通道突水鉆孔網(wǎng)架、氣囊、注漿一體化封堵裝置，相較于傳統(tǒng)封堵技術，采用網(wǎng)架?氣囊?注漿一體化封堵技術能增強封堵體的穩(wěn)定性，并采用氣固置換提高在動水中的穩(wěn)定性。當巷道內某一位置發(fā)生突水時，首先，通過地面鉆孔將鉆桿插入突水通道底部。然后，打開鉆桿內的伸縮網(wǎng)架，以在突水通道內形成網(wǎng)狀的縱橫向支架，即網(wǎng)架。其次，以充氣方式打開鉆桿內氣囊，使其能膨脹至與突水通道斷面相吻合，形成依附于網(wǎng)架的突水通道封堵氣囊。最后，利用氣固置換結構，通過鉆桿向封堵氣囊內注入水泥砂漿置換出氣囊中的氣體，待水泥砂漿固結生成結石固體，最終形成封堵突水通道的充填墻體，將大通道突水控制在局部范圍內。

技術領域

本實用新型涉及動水大通道突水鉆孔網(wǎng)架、氣囊、注漿一體化封堵裝置，其主要用于礦山、鐵路、公路、水利生產過程中產生的大通道、大流量、高水壓水害的治理。

背景技術

礦井水災是礦山建設和生產過程中的五大安全災害之一，尤其是礦井突水常造成巨大的人員傷亡和財產損失。2000-2019年，我國共發(fā)生1 401起煤礦水災事故，死亡5480人。其中，重特大水災事故112起、死亡2010人，分別占水災事故總起數(shù)和總死亡人數(shù)的7.99％和36.68％。研究人員發(fā)現(xiàn)，2000—2019年我國煤礦重特大事故發(fā)生趨勢同煤礦事故總體趨勢基本一致，但重特大水災事故起數(shù)和死亡人數(shù)在重特大事故占比中卻逐年增加，平均占比達到21.05％。大量事實數(shù)據(jù)表明，礦井突水常常造成群死、群傷。

針對煤礦突水事故，目前我國常用的解決辦法是同時實施礦井排水和注漿堵水，而注漿堵水一般分為兩期進行，一期是先封堵過水巷道，變動水為靜水，二期再對過水巷道進行治理，徹底根除水患。其中一期封堵過水巷道通常是直接在地面施工鉆孔至過水巷道，在投放骨料及其他輔料填充過水巷道，將巷道內地下水流態(tài)由管道流變?yōu)闈B透流，隨后進行注漿固結治理。當面對水流速度較高的過水巷道時，直接鉆孔填入骨料極易被沖散，不易凝結，成功率較小；且整個治理過程，需先改為滲流，再進行注漿，工程量大，治理工期較長。注漿時也沒有限定注漿范圍，易浪費注漿液。因此，傳統(tǒng)注漿堵水技術存在穩(wěn)定性差，面對高水壓、大流量、大通道動水時封堵成功率低，穩(wěn)定性較差。

針對上述問題，在“朱明誠，動水大通道突水鉆孔控制注漿高效封堵關鍵技術及裝備[J]，煤田地質與勘探，2015，43(4)：55-58”中介紹了一種新的方法，利用其特定的控制注漿鉆具，將保漿袋送入過水巷道，然后再在過水巷道中對保漿袋進行注漿，通過注漿產生的壓力將保漿袋脫離控制注漿鉆具，使其留在過水巷道中。此種方法相對于前述方法，在一定程上避免了漿液未凝固就被沖散的情況，一定程度上提高了成功率。但是對于高水壓、大流量、大通道動水，該方法同樣存在高速的水流將保漿袋沖走的相同問題，仍然未根本解決該問題。

針對上述問題，開展高水壓、大流量、大通道動水條件下的新型快速封堵裝置研究勢在必行。

實用新型內容

本實用新型目的是旨在提供一種網(wǎng)架-氣囊-注漿一體化大通道動水快速封堵裝置，該裝置能快速將高水壓、大流量、大通道動水控制在突水通道局部范圍內，為煤礦及地下工程水害防治提供一種全新思路和方法。

為實現(xiàn)上述技術目的，本實用新型采用的技術方案如下：

動水大通道突水鉆孔網(wǎng)架、氣囊、注漿一體化封堵裝置，包括鉆桿、與所述鉆桿連接的鉆頭，所述鉆桿的兩側分別設置有網(wǎng)架出口，所述鉆桿的正面設置有氣囊出口；該裝置還包括設置在所述鉆桿內部的伸縮網(wǎng)架、氣囊、氣液置換結構，所述網(wǎng)架能通過所述網(wǎng)架出口伸出鉆桿外，與鉆桿形成網(wǎng)架；所述氣液置換結構能向所述氣囊充氣、注漿、排氣；所述氣囊在所述氣液置換結構的充氣作用下，從氣囊出口打開，并膨脹至與突水通道斷面相吻合，形成依附于所述網(wǎng)架的充氣氣囊，充氣的氣囊在所述氣液置換結構的注漿、排氣作用下，用水泥砂漿置換出其中的氣體。