一种工作面预注浆防突水装置的制作方法

本发明涉及地质物理勘探技术领域领域，特别是一种工作面预注浆防突水装置。

背景技术：

由于沿海地区，气候湿润，降水丰富，地表及地下水系发达，在地下工程施工时水害是较大的安全隐患，无论是爆破造成岩石松动导水裂隙贯通还是探水时探孔钻至含水裂隙都有可能发生突水事故。水灾可能造成突水淹井，巷道和设备破坏，井下人员群死群伤和巨大经济损失。

含水丰富的地下工程应坚持“预测预报，有疑必探，先探后掘”的原则，对于不能明确判断开挖范围内地质情况和含水量的工程，采用工作面预注浆是最安全有效的方法，可将地下水隔断在开挖轮廓线之外，避免开挖后裂隙出水造成无法支护或支护效果差、排水压力增大，后续处理难度大、时间长、费用高。

对于围岩类型为ⅱ类花岗岩的工程，由于岩性较好，若节理、裂隙不发育，在钻孔时无突水征兆，可能突然钻至含水裂隙甚至断层，发生突水事故。且随着开挖深度增加，钻孔出水压力也增大，突水危害性增大。

在钻孔出水后应及时将钻杆拔出关闭闸阀，对出水孔进行注浆。但如果钻孔涌水量大、水压高，拔出钻杆时间较长，钻杆拔出后可能出现涌水量增加，超过现有排水能力，导致工作面被淹；水压高，拔钻杆时可能出现钻杆从钻孔内窜出伤人。

为保证施工安全，当钻孔出水量大时应考虑将钻杆留在孔内，进行注浆，这样既能控制出水又能将钻杆牢牢卡住是关键问题，为解决此问题，在具体施工过程中进行多次研究、试验、改进，最终形成目前施工方法。

如果钻杆不拔出，卡紧钻杆防止被水顶出伤人及控制出水是关键，而单靠孔口管上安装的闸阀无法满足要求，闸阀闸板与钻杆接触面积小、阻力小，不能将钻杆卡紧，且钻杆阻挡不能完全将孔内出水关闭，因此很容易造成突水淹井。

技术实现要素：

本发明的目的是要解决现有技术问题的不足，提供一种工作面预注浆防突水装置。

为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

一种工作面预注浆防突水装置，包括法兰盘，所述两个法兰盘之间设有中心开设有通孔的钢板，钢板上端面和下端面分别通过钢管与法兰盘固定连接，所述钢板的通孔与法兰盘的轴孔重合，所述钢管与钢板的通孔连通，所述钢板上端面的钢管上开设有多功能孔，多功能孔上连接有球阀，所述钢板的通孔两侧均设有空腔，空腔内设有与空腔滑动配合的闸板，闸板的宽度大于通孔的直径，所述闸板的前端开设有半圆形凹槽，闸板的后端位于空腔内，所述钢板的两侧边固定有螺母，螺母内装配有螺杆，所述螺杆的前端贯穿螺母延伸至空腔内且与闸板后端可转动连接，所述螺杆的后端设有把手。

进一步的，所述半圆形凹槽的内壁设置有密封橡胶条。

优选地，所述闸板的后端设有凸形凹槽，所述螺杆前端设有嵌入凸形凹槽内的销头。

优选地，所述钢板的两侧均设有固定架，所述螺杆的后端贯穿垂直贯穿固定架后连接把手。

更进一步地，所述法兰盘上端面固定有一长钢管，长钢管的顶端连接有闸阀。

与现有技术相比，本发明的工作面预注浆防突水装置，在使用时，能够通过转动把手从而使闸板夹紧钻杆以防止钻杆在水压较大时将钻杆顶出伤人，另外，为了以防钻杆与闸板之间有水突出，再在法兰盘上加一根钢管和一个闸阀后，既将所有出水全部控制在孔内，又不影响注浆效果，同时如果由于水压或注浆压力高出现钻杆移动，在端部闸阀关闭的情况下钻杆不会窜出伤人，提高了施工安全性。本发明结构简单，使用方便，能够有效预防和解决突水事故。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的使用状态图。

图3为图2的剖视图。

图4为图2的左视图。

图5为图3的a处放大图。

图6为本发明另一种实施方式的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，本实施例的一种工作面预注浆防突水装置，包括法兰盘1，所述两个法兰盘1之间设有中心开设有通孔21的钢板2，钢板2上端面和下端面分别通过钢管10与法兰盘1固定连接，所述钢板2的通孔21与法兰盘1的轴孔重合，所述钢管10与钢板2的通孔连通，所述钢板2上端面的钢管10上开设有多功能孔9，多功能孔9上连接有球阀11，所述钢板2的通孔两侧均设有空腔22，空腔22内设有与空腔22滑动配合的闸板7，闸板7的宽度大于通孔21的直径，所述闸板7的前端开设有半圆形凹槽8，闸板7的后端位于空腔22内，所述钢板2的两侧边固定有螺母5，螺母5内装配有螺杆4，所述螺杆4的前端贯穿螺母5延伸至空腔22内且与闸板7后端可转动连接，所述螺杆4的后端设有把手6，所述钢板2的两侧均设有固定架3，所述螺杆4的后端贯穿垂直贯穿固定架3后连接把手6。

作为本实施例的改进，为了在使用时，增加闸板7与钻杆摩擦力，所述半圆形凹槽8的内壁设置有密封橡胶条（图中未画出）。

本实施例中，如图4，所述钢管10一侧开有多功能孔9，多功能孔安装有球阀11。多功能孔9作用有：1）如孔内出水较大，可打开球阀11排水减压，减小孔口管内突水正面冲击，卸钻杆时人员更安全；2）方便安装外接钢管及闸阀；3）可接压力表测突水压力；4）防突水装置关闭后，可通过多功能孔注浆。

本实施例中，如图5，所述闸板7的后端设有凸形凹槽71，所述螺杆4前端设有嵌入凸形凹槽71内的销头41，这样就能确保闸板7和螺杆4之前的转动配合，在转动螺杆4时，螺杆4的前端在螺母5内螺旋转动向前移动，从而迫使闸板7向前也就是向着通孔的中心移动，这样在使用时，闸板7就能夹紧钻杆。

本发明的工作面预注浆防突水装置工作原理为：钻孔前可以先在孔口管13安装闸阀12，闸阀12外安装本发明的工作面预注浆防突水装置（有多功能孔一端与该闸阀12连接），转动本发明的工作面预注浆防突水装置两端的把手6将两侧闸板7打开，钻杆14通过通孔21进行钻孔施工，如水量不大可直接将钻杆14拔出，关闭闸阀12；如孔内水量较大，不能拔出钻杆14，则停止钻进，转动本发明的工作面预注浆防突水装置两端的把手6，通过闸板7的半圆形凹槽8夹紧钻杆14，从而使闸板7和钻杆紧密结合将钻杆14卡紧，再通过多功能孔9进行注浆工作即可。

在具体操作过程中发现，钻杆14有可能出现不在中心位置，虽然闸板7可以将钻杆牢牢卡死，但两闸板7之间会出现一定空隙，导致密封不严，且由于注浆压力较高，在高压力作用下闸板7间的密封橡胶条可能遭到损坏，影响注浆，为解决本发明的工作面预注浆防突水装置的闸板7关闭后出现漏水泄压问题，本发明的另外一种实施方式为：如图6所示，将孔外钻杆15卸掉后，在本发明的工作面预注浆防突水装置外安装一根1.2m长钢管15，长钢管15两端焊接法兰，长钢管15外再安装一个闸阀12，安装完成后将闸阀12关闭，如此，既将所有出水全部控制在孔内，又不影响注浆效果，同时如果由于水压或注浆压力高出现钻杆14移动，在端部闸阀12关闭的情况下钻杆14不会窜出伤人，提高了施工安全性。

经地面试验，在受到9.8t的力的作用下，本发明的工作面预注浆防突水装置可安全锁死钻杆，钻杆未发生移动。经现场实际使用，效果显著，确保了探水时安全，曾出现单孔涌水量170m³/h成功将本发明的工作面预注浆防突水装置关闭，卸掉钻杆进行注浆，注浆压力最大达到10mpa。

本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。