一種高壓突水鉆孔的封孔裝置及封孔方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種封孔裝置及封孔方法，尤其涉及一種高壓突水鉆孔的封孔裝置及封孔方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在礦山井下生產(chǎn)中，常常會遇到高壓水鉆孔的突水問題，如井下揭露的封閉不良勘探孔、凍結(jié)孔、檢查孔等，以及井下施工的孔口防突措施失效(含無防突裝置)的勘探孔、檢查孔等。這類鉆孔如不進(jìn)行封堵，一方面對井下工作環(huán)境造成影響、加大礦井排水負(fù)擔(dān)；另一方面短時間內(nèi)就帶來較大的涌水量，對礦山安全生產(chǎn)造成威脅。
[0003]目前，這類鉆孔的封堵通常采用超前探查，孔口直接封堵，強(qiáng)行注漿的方法，這種方法存在以下的明顯缺點:
[0004]1、封堵困難。鉆孔在有高壓水涌出時直接進(jìn)行孔口封堵十分困難，需采用如鉆機(jī)、嵌巖封孔器等多種特殊機(jī)具，前期還需要進(jìn)行鉆機(jī)穩(wěn)固、孔口圍巖加強(qiáng)改造等大量的工作方可實施封孔，且施工時，人員設(shè)備均需在大量涌水的條件下進(jìn)行，施工環(huán)境惡劣。
[0005]2、易發(fā)生冒落、片幫、底鼓等次生災(zāi)害。由于巖體大部分屬于空隙-裂隙介質(zhì)，且井下施工時由于震動影響、開挖造成的局部應(yīng)力解除效應(yīng)等，在井下工作場所(巷道、硐室、工作面等)周邊都有一些三維網(wǎng)狀裂隙存在。在鉆孔帶有高壓水的情況下直接進(jìn)行孔口封堵，孔內(nèi)高壓力水將會沿這些裂隙網(wǎng)絡(luò)流入、滲入周圍巖體，造成冒落、片幫、底鼓等次生災(zāi)害。
[0006]3、封堵效果差，為后期生產(chǎn)留下事故隱患。由于水體的不可壓縮性，鉆孔直接封堵后進(jìn)行注漿，注漿量一般都不大，達(dá)不到注漿深度要求。這樣，隨著礦山后期生產(chǎn)的進(jìn)行，孔內(nèi)高壓水會隨著長期的震動、應(yīng)力場變化等對巖體產(chǎn)生裂隙劈裂、剝離等效應(yīng)。對巖體長時間的破壞，會引起不定時的涌水與坍塌事故發(fā)生，嚴(yán)重威脅到礦山后期安全生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種高壓突水鉆孔的封孔裝置及封孔方法，其能夠?qū)Ω邏和凰@孔進(jìn)行有效封堵。
[0008]本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):
[0009]一種高壓突水鉆孔的封孔裝置，包括與高壓突水鉆孔連通的引流孔，所述引流孔的末端向下傾斜，所述引流孔內(nèi)設(shè)置有引流管，所述引流管的末端設(shè)置有截止閥，所述引流孔的孔口還插設(shè)有第一注漿管，所述引流孔的下方填充有用于封堵所述高壓突水鉆孔的礦渣層，所述礦渣層包裹在所述高壓突水鉆孔周圍，所述礦渣層內(nèi)插設(shè)有第二注漿管。
[0010]進(jìn)一步地，所述引流孔向下傾斜10° -30°。
[0011]進(jìn)一步地，所述第一注漿管位于所述引流管的上方。
[0012]進(jìn)一步地，所述礦渣層的外圍設(shè)置有環(huán)狀的擋漿墻。
[0013]進(jìn)一步地，所述第二注漿管固定在所述擋漿墻上。
[0014]本發(fā)明還提供了一種高壓突水鉆孔的封孔方法，包括如下步驟:
[0015]步驟①:在巷道內(nèi)對高壓突水區(qū)域進(jìn)行揭露，以確定高壓突水鉆孔的位置；
[0016]步驟②:在揭露的高壓突水鉆孔旁的巖壁上開設(shè)向下傾斜的引流孔，所述引流孔與所述高壓突水鉆孔連通；
[0017]步驟③:在所述引流孔內(nèi)安裝引流管和第一注漿管，通過所述第一注漿管向所述弓I流孔內(nèi)注入液漿，所述液漿對所述引流管進(jìn)行固定；
[0018]步驟④:在揭露的高壓突水鉆孔的周圍包覆礦渣層，并在所述礦渣層內(nèi)設(shè)置第二注漿管；
[0019]步驟⑤:通過所述第二注漿管向所述礦渣層內(nèi)注入漿液，對包覆在礦渣層中的高壓突水鉆孔進(jìn)行封堵；
[0020]步驟⑥:通過所述引流管向高壓突水鉆孔內(nèi)注入水泥漿，對所述礦渣層上方的高壓突水鉆孔進(jìn)行封堵。
[0021]進(jìn)一步地，所述引流孔向下傾斜10° -30°。
[0022]進(jìn)一步地，所述第一注漿管位于所述引流管的上方。
[0023]進(jìn)一步地，所述礦渣層的外圍設(shè)置有環(huán)狀的擋漿墻。
[0024]進(jìn)一步地，所述第二注漿管固定在所述擋漿墻上。
[0025]本發(fā)明不但采用引流孔對失控的高壓突水鉆孔進(jìn)行引流泄壓，將失控的高壓突水鉆孔轉(zhuǎn)化為可控鉆孔，提高了封孔的可操作性和安全性，本發(fā)明還利用礦渣層對高壓突水鉆孔的工作面出口進(jìn)行有效封閉，從而提高了所述高壓突水鉆孔封孔效果及可靠性。
【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明一種優(yōu)選的高壓突水鉆孔的封孔裝置示意圖；
[0027]圖2是本發(fā)明一種優(yōu)選的高壓突水鉆孔的封孔方法示意圖。
【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例進(jìn)行詳細(xì)描述。其中相同的零部件用相同的附圖標(biāo)記表示。需要說明的是，下面描述中使用的詞語“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附圖中的方向，詞語“內(nèi)”和“外”分別指的是朝向或遠(yuǎn)離特定部件幾何中心的方向。
[0029]如圖1所示，本發(fā)明的提供的高壓突水鉆孔的封孔裝置包括與高壓突水鉆孔I連通的引流孔2，所述引流孔2的末端向下傾斜，所述引流孔2內(nèi)設(shè)置有引流管3，所述引流管3沿著所述引流孔2的延伸方向向下傾斜，從而便于對所述高壓突水鉆孔I內(nèi)的水流出，實現(xiàn)引流泄壓的目的，所述引流管3的末端設(shè)置有用于控制所述引流管3內(nèi)液體流動的截止閥，所述引流孔2的末端的孔口還插設(shè)有第一注漿管4，所述第一注漿管4通過所述引流孔2向所述高壓突水鉆孔內(nèi)注入水泥漿。
[0030]如圖1所示，本發(fā)明還在所述引流孔2的下方填充有用于封堵所述高壓突水鉆孔I的礦渣層5，所述礦渣層5包裹在所述高壓突水鉆孔I周圍，所述礦渣層5內(nèi)插設(shè)有第二注漿管6，所述第二注漿管6用于向所述礦渣層5內(nèi)注入水泥漿，從而使礦渣層5粘結(jié)成一體結(jié)構(gòu)，以提高所述礦渣層5的封堵牢固性。
[0031]本發(fā)明不但采用引流孔以對失控的高壓突水鉆孔進(jìn)行引流泄壓，藉此將失控的高壓突水鉆孔轉(zhuǎn)化為可控鉆孔，提高了封孔的可操作性和安全性，本發(fā)明還利用礦渣層及漿液對高壓突水鉆孔的工作面出口進(jìn)行有效封閉，從而提高了所述高壓突水鉆孔封孔效果及可靠性。
[0032]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述引流孔2向下傾斜10° -30°。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，所述引流孔2向下傾斜有助于所述高壓突水鉆孔I內(nèi)的水流出，實現(xiàn)引流泄壓的目的，但是，所述引流孔2傾斜角度過大，增大了向所述高壓突水鉆孔I內(nèi)注入水泥漿的難度，考慮到所述引流孔2不僅擔(dān)負(fù)著排水功能，還涉及注漿操作，本實施例引流孔2優(yōu)選地向下傾斜10° -30°，當(dāng)然，上述傾斜角度僅是本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以根據(jù)實際需要，對所述引流孔2的傾斜角度進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整，此處不再贅述。
[0033]為了對所述引流管3進(jìn)行固定，本發(fā)明在所述引流孔2內(nèi)安裝引流管3和第一注漿管4，通過所述第一注漿管4向所述引流孔2內(nèi)注入水泥漿，從而使所述水泥漿對所述引流管3進(jìn)行固定，本實施例優(yōu)選地將所述第一注漿管4設(shè)置在所述引流管3的上方，從而使水泥漿在自身的重力作用下，填充滿所述引流管3和所述引流孔2之間縫隙，提高所述引流管3和所述引流孔2之間的連接牢固性。本實施例可以優(yōu)選地向所述第一注漿管4內(nèi)注入雙液漿對所述引流管3進(jìn)行固管，當(dāng)所述引流管3內(nèi)流出雙液漿時即可停止向所述第一注漿管4內(nèi)注漿。所謂雙液漿是指水泥漿(C)和水玻璃(S)按照一定比例混合形成的注漿液，本實施例所采用的C-S漿液的配比為水泥漿(C):玻璃水⑶=1:0.2-0.5 (體積比)，其中，所述水泥漿的配比為水泥:水=1:1(重量比)，本實施例所采用的水泥優(yōu)選地為硅酸鹽水泥。
[0034]為了提高所述礦渣層5的可塑性及牢固性，本發(fā)明還優(yōu)選地在所述礦渣層5的外圍設(shè)置有環(huán)狀的擋漿墻7，所述擋漿墻7優(yōu)選地為人工砌制的墻體、巖體或者人工砌制墻體與巖體的組合體。所述擋漿墻7的高度與揭露出的高壓突出鉆孔I的高度一致，所述環(huán)狀擋漿墻7的內(nèi)徑可以根據(jù)需要填充的礦渣量及高壓突水鉆孔內(nèi)的水壓進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整。本實施例的擋漿墻7優(yōu)選地由磚塊及水泥砌成，當(dāng)然，磚塊和水泥僅是用于制備擋漿墻7的一種優(yōu)選方案，本發(fā)明還可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的其它合適的建筑材料來制備所述擋漿墻7，此處不再贅述。
[0035]在上述實施例的基礎(chǔ)上，為了提高所述第二注漿管6的穩(wěn)定性及牢固性，本發(fā)明優(yōu)選地將所述第二注漿管6直接固定在所述擋漿墻7上，所述第二注漿管6的一端從所述擋漿墻7的外壁伸出，所述第二注漿管6的另一端插設(shè)進(jìn)所述礦渣層5中，從而便于從所述擋漿墻7的外部進(jìn)行向所述礦渣層5內(nèi)直接注漿。
[0036]如圖2所示，本發(fā)明還提供了一種高壓突水鉆孔的封孔方法，包括如下步驟:
[0037]步驟①:在巷道內(nèi)對高壓突水區(qū)域進(jìn)行揭露，以確定高壓突水鉆孔I的位置；
[0038]步驟②:在揭露的