本发明专利技术公开一种煤矿井下深孔封闭用孔底注浆装置、系统及方法，孔底注浆装置包括轴向连接设置的前导向头和后推送体，贯通前导向头和后推送体设置注浆通道，装置内还设置有开合机构，开合机构可以通过开设在第一连接部侧壁上的通孔实现开合，在孔底注浆装置到达孔底时，孔底注浆装置可固定在钻孔的孔壁上，孔底注浆系统为煤矿井下深孔封闭提供了专用设备，实现了对下斜钻孔和上仰钻孔的注浆封闭，本发明专利技术方法通过孔口装置与孔底注浆装置联合作业，由孔底注浆装置带动注浆盘管至深孔孔底，注浆时，可以将孔内的水和空气从返浆口或注浆口全部驱替出钻孔，使钻孔内全部注满水泥浆液，最终实现深孔封闭注浆，保证了深孔全孔封闭的注浆效果。浆效果。浆效果。
【技术实现步骤摘要】
一种煤矿井下深孔封闭用孔底注浆装置、系统及方法
[0001]本专利技术属于煤矿井下坑道钻探
，具体涉及一种煤矿井下深孔封闭用孔底注浆装置、系统及方法。
技术介绍
[0002]煤矿井下探放水钻孔类型主要包括底板钻孔、顶板钻孔以及顺煤层钻孔，探放水钻孔主要用于探查奥灰水、离层水、构造导水带等，随着煤矿井下定向钻进技术的发展和应用，探放水钻孔的孔深越来越深。根据探放水钻孔服务寿命，对于出水钻孔，需要根据出水情况疏水降压、补充加密钻孔或增加物探手段准确探查出水原因，后期可将探放水钻孔用做观测孔、长期疏水钻孔或者水害治理工程钻孔，否则需要对探放水钻孔进行注浆封闭；对于不出水钻孔，在探水钻孔按设计施工到位后，钻孔的服务寿命结束，同样需要进行注浆封闭。如果不对这些钻孔进行封闭，或者仅仅在孔口段进行封堵，在后期工程活动的扰动和影响下，这些钻孔很可能转变为导水通道，存在较大的安全隐患。目前，对于出水钻孔，可以采用孔口直接向孔内注浆的方法，高压浆液压力大于地层出水压力，钻孔内的水将被挤压回出水地层，钻孔内充满水泥浆液，实现注浆封闭。但是，对于不出水地层，下斜钻孔内将全部充满水，上仰钻孔内为空气和水，采用孔口注浆的方法会将水或者空气密闭在孔内，但是，由于地层完整无出水点，难以将水或者空气压回地层，所以随着注浆压力的升高，在孔内只能注入一小部分水泥浆液，最终无法达到封闭的目的。对于浅孔，可使用在孔内人工推送小导管作为返浆和排气管，进行封闭注浆，而定向钻进孔深几百米，难以实现封闭注浆。
[0003]因此，本专利技术结合煤矿井下安全生产需要，针对目前深孔封闭注浆中存在的问题和不足，综合长期从事钻探专业的经验和成果，专利技术了一种煤矿井下深孔封闭用孔底注浆装置、系统及方法，以克服上述缺陷。
技术实现思路
[0004]针对现有技术中的缺陷和不足，本专利技术提供了一种煤矿井下深孔封闭用孔底注浆装置、系统及方法，以解决现有技术的上述不足。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采取如下的技术方案：
[0006]一种煤矿井下深孔封闭用孔底注浆装置，包括轴向连接设置的前导向头和后推送体；贯通前导向头和后推送体设置注浆通道；
[0007]所述前导向头包括连接设置的导向部和第一连接部；所述后推送体包括连接设置的第二连接部和推进部；所述第二连接部套设在第一连接部内，且所述第一连接部与第二连接部之间形成安装腔，所述安装腔内设置有开合机构，所述开合机构能够通过开设在第一连接部侧壁上的通孔伸出或收入安装腔。
[0008]本专利技术还具有以下技术特征：
[0009]具体的，所述开合机构包括顺序连接设置的刀翼悬挂、开合撑杆、滑块和弹簧，所述弹簧可在安装腔内沿注浆管道轴向移动，从而带动刀翼悬挂伸出或收回安装腔。
[0010]更进一步的，所述刀翼悬挂远离滑块的一端通过转轴旋转安装在安装腔的头部，且刀翼悬挂远离滑块的一端的外壁可与导向部侧壁及第二连接部侧壁抵接。
[0011]更进一步的，所述弹簧的一端与第二连接部内壁抵接，另一端与滑块的第一侧壁抵接，滑块的第二侧壁上接连开合撑杆；所述第一侧壁与第二侧壁相对设置。
[0012]本专利技术还公开了一种煤矿井下深孔封闭用孔底注浆系统，包括上述的孔底注浆装置，还包括与所述孔底注浆装置连通的注浆盘管，所述注浆盘管经设置在孔口的钻孔套管穿出钻孔，并与套设在孔口注浆短节内的注浆管道相连；所述孔口注浆短节的侧壁上分别开设有注浆口和返浆口，所述注浆管道经注浆口穿出孔口注浆短节；所述返浆口连接返浆管道；
[0013]所述注浆管道、注浆盘管和注浆通道依次贯通，形成注浆流道；
[0014]所述钻孔孔壁与孔底注浆装置外壁之间形成第一返浆通道，所述钻孔孔壁与注浆盘管外壁之间形成第二返浆通道，所述孔口注浆短节内壁与注浆管道外壁之间形成第三返浆通道，所述第一返浆通道、第二返浆通道、第三返浆通道和返浆管道依次贯通，形成返浆流道。
[0015]更进一步的，所述注浆管道上设置有注浆截止阀，所述返浆管道上设置有返浆截止阀。
[0016]更进一步的，所述孔口钻孔套管上还连接有压力表。
[0017]更进一步的，所述钻孔套管与所述孔口注浆短节通过孔口法兰短节连接。
[0018]本专利技术还公开了一种煤矿井下深孔封闭用孔底注浆方法，所述方法采用上述的煤矿井下深孔封闭用孔底注浆系统实现，包括以下步骤：
[0019]步骤1、在钻孔内下入钻杆串，在钻杆串内装入连接有注浆盘管的孔底注浆装置，然后使用送水装置推动孔底注浆装置和注浆盘管向孔底移动；
[0020]步骤2、孔底固定注浆装置到达孔底后穿出钻杆串，并固定在钻孔的孔壁上；
[0021]步骤3、卸下送水装置，从孔内提出钻杆串，然后连通注浆盘管与注浆管道、钻孔套管与孔口注浆短节，构造注浆流道和返浆流道；
[0022]步骤4、开始注浆作业：
[0023]若钻孔为下斜钻孔，则连通注浆泵和注浆管道，开启注浆截止阀和返浆截止阀，通过注浆口向注浆盘管道内注浆，至浆液注满钻孔从返浆流道返出时关闭返浆截止阀，憋压注浆至达到压力要求后停止，关闭注浆截止阀保压、候凝；
[0024]若钻孔为上仰钻孔，则连通注浆泵和返浆管道，开启注浆截止阀和返浆截止阀，通过返浆口向所述返浆流道内注浆，至浆液注满返浆管道经注浆管道返出时关闭返浆截止阀，憋压注浆至达到压力要求后停止，关闭注浆截止阀保压、候凝。
[0025]更进一步的，所述送水装置包括送水装置本体，所述送水装置本体的头端与钻杆串尾端相连，送水装置本体的尾端封闭，注浆盘管经开设在送水装置尾端的贯穿孔穿出，所述贯穿孔内设置有密封组件，送水装置本体上还开设有径向注水口。
[0026]本专利技术与现有技术相比，有益的技术效果是：
[0027](1)本专利技术装置及系统为煤矿井下深孔封闭提供了专用设备，实现了对煤矿井下深孔，尤其是深度为几百米的下斜钻孔和上仰钻孔的注浆封闭。
[0028](2)本专利技术方法通过孔口装置与孔底注浆装置联合作业，由孔底注浆装置带动注
浆盘管至深孔孔底，注浆时，可以将孔内的水和空气从返浆口或注浆口全部驱替出钻孔，使钻孔内全部注满水泥浆液，最终实现深孔封闭注浆，保证了深孔全孔封闭的注浆效果，消除了井下深孔由于注浆效果差存在的安全隐患，保证了煤矿的安全生产。
附图说明
[0029]图1为本专利技术方法的流程图；
[0030]图2为煤矿井下深孔封闭用孔底注浆装置结构示意图；
[0031]图3为煤矿井下深孔封闭用孔底注浆系统结构示意图；
[0032]图4为在钻杆串内推送孔底固定注浆装置和注浆盘管的过程示意图，图中箭头为压力水的水流方向；
[0033]附图中标号含义：
[0034]1‑
前导向头，2
‑
后推送体，3
‑
安装腔，4
‑
开合机构，5
‑
注浆盘管，6
‑
钻孔套管，7
‑
孔口注浆本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种煤矿井下深孔封闭用孔底注浆装置，包括轴向连接设置的前导向头(1)和后推送体(2)，其特征在于，贯通前导向头(1)和后推送体(2)设置注浆通道；所述前导向头(1)包括连接设置的导向部(11)和第一连接部(12)；所述后推送体(2)包括连接设置的第二连接部(21)和推进部(22)；所述第二连接部(21)套设在第一连接部(12)内，且所述第一连接部(12)与第二连接部(21)之间形成安装腔(3)，所述安装腔(3)内设置有开合机构(4)，所述开合机构(4)能够通过开设在第一连接部(12)侧壁上的通孔(121)伸出或收入安装腔(3)。2.如权利要求1所述的煤矿井下深孔封闭用孔底注浆装置，其特征在于，所述开合机构(4)包括顺序连接设置的刀翼悬挂(41)、开合撑杆(42)、滑块(43)和弹簧(44)，所述弹簧(44)可在安装腔(3)内沿注浆管道轴向移动，从而带动刀翼悬挂(41)伸出或收回安装腔(3)。3.如权利要求2所述的煤矿井下深孔封闭用孔底注浆装置，其特征在于，所述刀翼悬挂(41)远离滑块(43)的一端通过转轴(45)旋转安装在安装腔(3)的头部，且刀翼悬挂(41)远离滑块(43)的一端的外壁可与导向部(11)侧壁及第二连接部(21)侧壁抵接。4.如权利要求2所述的煤矿井下深孔封闭用孔底注浆装置，其特征在于，所述弹簧(44)的一端与第二连接部(21)内壁抵接，另一端与滑块(43)的第一侧壁(431)抵接，滑块(43)的第二侧壁(432)上接连开合撑杆(42)；所述第一侧壁(431)与第二侧壁(432)相对设置。5.一种煤矿井下深孔封闭用孔底注浆系统，其特征在于，包括如权利要求1至4任意一项权利要求所述的孔底注浆装置，还包括与所述孔底注浆装置连通的注浆盘管(5)，所述注浆盘管(5)经设置在孔口的钻孔套管(6)穿出钻孔，并与套设在孔口注浆短节(7)内的注浆管道(71)相连；所述孔口注浆短节(7)的侧壁上分别开设有注浆口(72)和返浆口(73)，所述注浆管道(71)经注浆口(72)穿出孔口注浆短节(7)；所述返浆口(73)连接返浆管道(74)；所述注浆管道(71)、注浆盘管(5)和注浆通道依次贯通，形成注浆流道；所述钻孔孔壁与孔底注浆装置外壁之间形成第一返浆通道...
【专利技术属性】
技术研发人员：豆旭谦，姚宁平，王力，黄寒静，魏宏超，金丹，李浩，张金宝，
申请(专利权)人：中煤科工集团西安研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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