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专利号: 2018111973188
申请人: 山东交通学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-04-09
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种矿井井下超深钻孔内软骨料安全防堵施工工艺,其特征在于,包括如下步骤:

步骤1)钻孔施工;

步骤2)判断钻孔内及导水构造内是否具备注入软骨料的条件;

步骤3)钻孔内安装软骨料安全防堵装置;

步骤4)将软骨料注入导水构造内;

步骤5)同时开动钻机,钻机卡盘带动中心管右旋回转,同时通过连接在中心管头端的注水器向中心管内注水;

步骤6)软骨料未注满导水构造前,发现钻孔内有软骨料时,保证钻孔内高压水流和中心管内的高压水流不间断,并且保持中心管持续回转;

步骤7)当中心管回转阻力增加或注水压力升高时,说明孔内软骨料注入的量比排到导水构造内的多,应该暂时停止注入骨料,并持续注水和保持中心管回转,直至软骨料被全部排出钻孔到导水构造内,软骨料被排出钻孔表现为中心管回转恢复正常,注水压力恢复常规,当经上述措施仍无法解决时,说明导水构造被软骨料充填满;

步骤8)分别停止注水、停止注入软骨料,取出软骨料安全防堵装置;

步骤1)具体为根据矿井井下防治水钻孔施工设计及技术要求施工钻孔,钻孔揭露到导水构造后,停止钻进,钻孔开孔后进入到稳定岩层内置入孔口管,孔口管规格、长度及其封固要求严格遵循煤矿防治水有关规定及钻孔设计要求,且需及时在孔口管上安装高压闸阀和防喷反压装置;孔口管直径不小于150mm,钻孔终孔孔径为110-130mm,钻孔深度超过

100m;

步骤2)具体为钻孔揭露导水构造后,进行钻孔水文地质分析、进行钻孔揭露的导水构造和矿井涌水点之间的连通试验、进行钻孔涌水量和水压观测以及单液浆注浆试验,当上述分析及试验结果同时具备如下特征时,则具备钻孔内及导水构造内注入软骨料的条件:①钻孔揭露的导水构造位于涌水含水层与矿井涌水点之间且处于可能的导水构造带上;②钻孔、钻孔揭露的导水构造与矿井涌水点联系密切;③钻孔涌水量较大、水压明显低于涌水含水层正常水压;④单独注入水泥浆堵水跑浆严重且注浆效果较差;

步骤3)中软骨料安全防堵装置主要由若干个防堵器总成和若干条中心短管组成,所述防堵器总成由螺旋叶片和轴管组成,所述螺旋叶片焊接于轴管上,轴管上设置有喷水孔,所述轴管与中心短管之间螺纹连接,所述中心短管与中心短管之间螺纹连接,所有中心短管、轴管连接后共同构成一整条中心管,所述中心管的末端用堵头封闭,根据钻孔深度按照顺序把每节中心短管和防堵装置总成连接起来下入钻孔内后,在高压闸阀的外侧端连接软骨料注入器,软骨料注入器与中心管之间设置密封装置,所述软骨料注入器具有进料口和注水口,所述进料口上设置有进料口闸阀,所述注水口上设置有注水口阀门,所述中心管的头端连接注水器。

2.根据权利要求1所述的一种矿井井下超深钻孔内软骨料安全防堵施工工艺,其特征在于:步骤4)具体为通过进料口把软骨料填满软骨料注入器后,关闭进料口闸阀,开启注水口阀门,通过注水口注水,注水后,注入到钻孔内的水会形成钻孔内高压水流,软骨料注入器内的软骨料会在钻孔内高压水流的携带下向钻孔深部运移直到进入导水构造内。

3.根据权利要求2所述的一种矿井井下超深钻孔内软骨料安全防堵施工工艺,其特征在于:步骤8)中取出软骨料安全防堵装置具体步骤为依次卸掉中心管头端的注水器、软骨料注入器与中心管之间的密封装置,依次把防堵器总成和中心短管的连接卸开,并逐节提出钻孔外,当提出中心管受阻时,可以通过右旋回转中心管和上下串动中心管解阻。