一种用于高压涌水钻孔的快速封堵装置的制作方法

本实用新型涉及一种钻孔涌水封堵装置，具体涉及一种超前钻孔探水工程中对高压大涌水量钻孔的快速封堵装置，特别适合于涌水量大、水压高的钻孔封堵、加固及再利用。

背景技术：

巷道和竖井掘进施工中，尤其是通过复杂含水带时，必须进行超前钻孔探水，从而来规避突水灾害。当探水钻孔水压小、涌水量少时，可以采用水泥－水玻璃双液注浆的方式进行封堵，但当涌水量大、水压高时，水泥－水玻璃双液注浆材料会产生浆液离散和浆体结构孔洞问题。工程实际中，还有将注浆锚杆缠上麻线直接砸进探水钻孔，此种方法不但封堵不牢靠，而且施工也很困难。因此，涌水量大、水压高的超前钻孔快速、高效封堵是一个亟待解决的技术难题。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是针对现有技术存在的封堵不牢靠、施工很困难及无法做到快速、高效封堵的问题，而提供一种用于高压涌水钻孔的快速封堵装置。

为实现本实用新型的上述目的，本实用新型一种用于高压涌水钻孔的快速封堵装置采用以下技术方案实现：

本实用新型一种用于高压涌水钻孔的快速封堵装置，安装在高压涌水钻孔中，它是由注浆锚杆、锚杆套袋、套袋注浆导管组合构成，在注浆锚杆的上部设有注浆锚杆阀门，在套袋注浆导管上部设有套袋注浆导管阀门，在注浆锚杆上加工有锚杆凸起，锚杆套袋套装在注浆锚杆上并用套袋固定圈固定，套袋注浆导管插入到锚杆套袋内，锚杆套袋的袋口保持密封。

所述的锚杆套袋套装在加工有锚杆凸起的注浆锚杆上的对应位置为佳，以增加它们之间的结合力。

所述的注浆锚杆的直径比高压涌水钻孔的孔径小20-30mm，如φ42mm的高压涌水钻孔，注浆锚杆选择φ20-30mm；φ90mm高压涌水钻孔，注浆锚杆的直径选择φ70-80mm；对直径较大的高压涌水钻孔，注浆锚杆直径选择范围较大，可将注浆锚杆直径适当缩小。所述的锚杆套袋采用采用聚酯滤水网套袋为佳，聚酯滤水网为工业滤水网，具有良好的透水、透气性质，透气度(127PA)≥4000，但由于加工工艺特殊，其可以阻止注浆材料透过。而且，聚酯滤水网的型号种类较多，网面强度从≥700N/CM到≥1500N/CM不等，接口强度从≥450N/CM到≥1000N/CM不等，选用合适的聚酯滤水网加工成的套袋可以满足此类涌水钻孔的注浆封堵强度要求。锚杆套袋的直径为高压涌水钻孔孔径的1.1-1.5倍。

在注浆锚杆的下部设有注浆锚杆卡扣。

在实际应用中，用钻具在高压涌水钻孔的孔壁上施工钻孔孔壁凹槽，将组装好的快速封堵装置固定在高压涌水钻孔内，从套袋注浆导管向锚杆套袋内进行注浆，当达到设定压力时，停止注浆，保持注浆锚杆阀门开启状态，待锚杆套袋内注浆材料凝固稳定后，将注浆锚杆阀门关闭，从而完成高压涌水钻孔的封堵。

如需进一步注浆来加固高压富含水层，如在竖井掘进面的注浆堵水加固，还可以将注浆泵连到注浆锚杆上设置的注浆锚杆阀门，进一步利用注浆锚杆对高压涌水钻孔进行注浆加固、封堵，但在设计阶段应充分考虑注浆压力。

也有矿山将高压涌水钻孔内的水用于生产用水，从而提高矿山效益。在该情况下，打开注浆锚杆上设置的注浆锚杆阀门，将高压涌水钻孔内的水导出用于工业生产用水。如在巷道掘进时，可将巷道内的单点钻孔用水封堵后，用于巷道工作面的打钻用水。

本实用新型一种用于高压涌水钻孔的快速封堵装置采用以上技术方案后，具有以下有益效果：

(1)本实用新型将高压涌水钻孔分成两部分进行封堵，一部分为加阀门的注浆锚杆，另一部分为注浆锚杆和高压涌水钻孔之间的间隔。采用两步封堵方式，首先从套袋注浆导管向锚杆套袋内进行注浆，对注浆锚杆和高压涌水钻孔之间的间隔进行注浆封堵，此时空心的注浆锚杆进行疏水泄压，待浆体凝固稳定后，将注浆锚杆上的阀门关闭，即完成高压涌水钻孔的封堵工作。如需进一步注浆来封堵高压含水层，可将注浆泵连到注浆锚杆的阀门，从而可以进行注浆工艺。

(2)本实用新型能够安全、高效、便捷地对高压富含水钻孔进行封堵，极大地改变了传统的此类钻孔的封堵工艺，减少注浆工人暴露在井下高湿工作环境的时间，减少了事故发生的可能性。

(3)将钻孔封堵与矿山工程实际相结合，尤其是和钻孔封堵后下一步工作相结合，可以实现矿山的节能。

(4)可以根据不同的地质条件，调节锚固力，具有良好的工程实际适应能力。

(5)还可以对高压涌水钻孔的水进行综合利用，用于工业生产。

附图说明

图1为本实用新型一种用于高压涌水钻孔的快速封堵装置结构布置剖面示意图；

图2为本实用新型一种用于高压涌水钻孔的快速封堵装置注浆效果剖面示意图。

附图标记为：1-注浆锚杆阀门；2—套袋注浆导管阀门；3—套袋注浆导管；4—注浆锚杆；5—钻孔孔壁凹槽；6—锚杆套袋；7—锚杆凸起；8—套袋固定圈；9—隔水层；10—注浆锚杆卡扣；11—高压富含水层；12—套袋注浆体；13—高压涌水钻孔。

具体实施方式

为进一步描述本实用新型，下面结合附图和实施例对本实用新型一种用于高压涌水钻孔的快速封堵装置做进一步详细说明。

由图1所示的本实用新型一种用于高压涌水钻孔的快速封堵装置结构布置剖面示意图并结合图2看出，本实用新型一种用于高压涌水钻孔的快速封堵装置，安装在高压涌水钻孔13中，它是由注浆锚杆4、锚杆套袋6、套袋注浆导管3组合构成，在注浆锚杆4的上部设有注浆锚杆阀门1，在套袋注浆导管3上部设有套袋注浆导管阀门2，在注浆锚杆4上加工有锚杆凸起7，在注浆锚杆4的下部设有注浆锚杆卡扣10，锚杆套袋6套装在加工有锚杆凸起7的注浆锚杆4上的对应位置并用套袋固定圈8固定，套袋注浆导管3插入到锚杆套袋6内，锚杆套袋6的袋口保持密封。所述的注浆锚杆4的直径比高压涌水钻孔13的孔径小20-30mm；所述的锚杆套袋6采用采用聚酯滤水网套袋，锚杆套袋6的直径为高压涌水钻孔13孔径的1.1-1.5倍，对于坚硬钻孔围岩取小值，对于软弱易变性的钻孔围岩取大值。

在实际使用中，用钻具在高压涌水钻孔13的孔壁上施工钻孔孔壁凹槽5，锚杆套袋6位于施工有钻孔孔壁凹槽5的高压涌水钻孔13内的对应位置。套袋注浆材料采用水泥－水玻璃双液注浆材料。从套袋注浆导管3向锚杆套袋6内进行注浆，当达到设定压力时，停止注浆，保持注浆锚杆阀门1开启状态，待锚杆套袋6内注浆材料凝固稳定后，将注浆锚杆阀门1关闭，从而完成高压涌水钻孔13的封堵。

如果需进一步注浆来加固、封堵高压富含水层11，可以将注浆泵连到注浆锚杆4上设置的注浆锚杆阀门1，进一步利用注浆锚杆4对高压涌水钻孔13进行注浆封堵，对高压富含水层11进行注浆加固、封堵。

如需综合利用高压涌水钻孔13内的水，可以打开注浆锚杆4上设置的注浆锚杆阀门1，将高压涌水钻孔13内的水导出用于工业生产用水。