一种过水大通道触底自锁式封堵装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种过水大通道触底自锁式封堵装置及方法，所述过水大通道触底自锁式封堵装置包括同轴连接设置的丢手和扶正器，扶正器的下端顺序同轴设置有自锁式水力锚、注浆管和导锥；注浆管外套设有柔性封堵囊袋，注浆管与柔性封堵囊袋之间形成注浆容置空间，且处于柔性封堵囊袋内的注浆管侧壁上开设有多个注浆孔；自锁式水力锚能够在压力作用下张开实现自锁固定；柔性封堵囊袋能够在封孔浆液注入后膨胀，实现对过水大通道的封堵。本发明专利技术方法通过对封堵区域两侧上下游动水的流动压力动态监测可以对注浆体封堵效果进行监控，在提升封堵效果的同时能够节约封堵浆液、降低封堵成本，为应急救援创造了条件，满足了矿井抢险救援的要求。要求。要求。

【技术实现步骤摘要】
一种过水大通道触底自锁式封堵装置及方法


[0001]本专利技术属于矿井突水抢险救援
，涉及井下过水大通道的封堵，具体涉及一种过水大通道触底自锁式封堵装置及方法。

技术介绍

[0002]矿山建设或生产过程中的受限空间体突水会造成巨大的生命和财产损失，因此需要对突水进行治理，通常要在地面施工钻孔至突水通道，然后投放骨料及辅料进行充填，最后进行化学浆液、水泥水玻璃双浆液等进行注浆固结。
[0003]通过注浆在过水大通道内所形成的结合体由于在水动力条件下无法稳定堆积，造成结合体容易被破坏，同时，在水侵作用下与大通道内壁的摩擦阻力减小，无法大面积附着于内壁上，结合体容易被大水流量冲跑，安全稳定性能差，因此难以实现有效封堵。而且现有技术中，在确定注浆封堵所需的注浆用料时，通常只是采用体积法，也就是按照大通道的体积计算得到的注浆干料量进行注浆，这种操作方式会导致浆液大量浪费、增加成本，同时延长了抢险救援时间。
[0004]综上，现有的过水大通道封堵方法存在施工周期长、工程量大、成本高、封堵效果差等缺陷，无法满足矿井抢险救援的本质要求。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的缺陷和不足，本专利技术提供一种过水大通道触底自锁式封堵装置及方法，以解决现有技术中存在的过水大通道封堵施工周期长、封堵效果差的技术问题。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采取如下的技术方案：一种过水大通道触底自锁式封堵装置，包括同轴连接设置的丢手和扶正器，所述扶正器的下端顺序同轴设置有自锁式水力锚、注浆管和导锥；所述注浆管外套设有柔性封堵囊袋，所述注浆管与柔性封堵囊袋之间形成注浆容置空间，且处于柔性封堵囊袋内的注浆管侧壁上开设有多个注浆孔；所述自锁式水力锚能够在压力作用下张开实现自锁固定；所述柔性封堵囊袋能够在封孔浆液注入后膨胀，实现对过水大通道的封堵。
[0007]本专利技术还具有以下技术特征：所述扶正器与自锁式水力锚之间设置有第一水力锚变径接头。
[0008]更进一步的，所述自锁式水力锚与注浆管之间设置有第二水力锚变径接头。
[0009]更进一步的，所述柔性封堵囊袋的材质包括发泡增硬聚氨酯、发泡PVC、发泡聚乙烯、发泡聚甲基丙烯酰亚胺等。
[0010]更进一步的，所述柔性封堵囊袋完全膨胀后形成的断流截面大于过水大通道的最大断流截面。
[0011]本专利技术还保护一种过水大通道分段动态监测多级封堵方法，所述方法通过上述过水大通道触底自锁式封堵装置实现，包括以下步骤：
步骤1、获取过水大通道位置，根据过水大通道位置确定封堵区域，根据确定的封堵区域在地面上施工多个与过水大通道连通的封堵钻孔；步骤2、施工多个与过水大通道连通的流动压力监测钻孔，并经由流动压力监测钻孔向过水大通道内放入用于监测封堵区域两侧上下游动水的流动压力的压力传感器；步骤3、向所述的封堵钻孔内下入过水大通道触底自锁式封堵装置，然后通过地面打压使自锁式水力锚张开自锁固定于封堵钻孔的内壁上；步骤4、对所述的多个封堵钻孔依次实施封堵注浆作业，并在每个封堵钻孔的注浆作业过程中实时采集封堵区域两侧上下游动水的流动压力，根据得到的封堵区域两侧上下游动水的流动压力确定封堵区域两侧上下游动水的实时流动压差，根据得到的实时流动压差判定封堵结果是否符合预先设置的封堵标准；若是，则结束封堵注浆作业；若否，则继续对下一个封堵钻孔实施封堵注浆作业，以此类推，直至封堵结果符合预先设置的封堵标准后结束封堵注浆作业。
[0012]更进一步的，所述流动压力监测钻孔包括第一流动压力监测钻孔和第二流动压力监测钻孔，所述第一流动压力监测钻孔与过水大通道的连接处为第一连接处，所述第二流动压力监测钻孔与过水大通道的连接处为第二连接处，沿过水大通道的水流方向，所述第一连接处位于所述第二连接处的上游。
[0013]更进一步的，所述的多个封堵钻孔中相邻封堵钻孔的间距为5~10米。
[0014]更进一步的，预先设置的封堵标准为：封堵区域下游动水的实时流动压力小于等于0.2MPa。
[0015]本专利技术与现有技术相比，具有如下技术效果：（1）本专利技术提供的过水大通道触底自锁式封堵装置，当钻杆或油管将封堵装置送到过水大通道的底部后，装置会在过水大通道底部形成一定的插接力，接着通过地面打压后，水力锚可在封堵钻孔内自锁固定，从而有效避免了封堵装置被过水大通道内的水流冲走，进而为注浆封堵作业的实现提供基础技术条件。
[0016]（2）本专利技术方法通过对封堵区域两侧上下游动水的流动压力的动态监测可以对注浆体封堵效果进行监控，在提升封堵效果的同时能够节约封堵浆液、降低封堵成本。
[0017]（3）采用本专利技术装置和方法在封堵作业结束后所形成的多级封堵体能够对过水大通道内的动水进行逐级切割和逐级降低流动压力，从而实现了对过水大通道的精准、快速封堵，缩短了封堵时间，为应急救援创造了条件，能够满足矿井抢险救援的本质要求。
附图说明
[0018]图1为过水大通道触底自锁式封堵装置的结构示意图；图2本专利技术方法的流程图；图3为实施例2中封堵装置下入后的形态示意图；图4为实施例2中过水大通道封堵后的示意图，图中箭头方向代表动水方向；图5为封堵过水大通道前、后压力传感器变化曲线，其中，A为第一压力传感器的变化曲线，B为第二压力传感器的曲线；图6为封堵袋囊抛出后浮于过水大通道之中的受力示意图，图中箭头方向代表动
水方向；图7为封堵袋囊部分固定于过水大通道内的受力示意图。
[0019]附图标记含义：1
‑
丢手，2
‑
扶正器，3
‑
自锁式水力锚，4
‑
注浆管，5
‑
导锥，6
‑
第一水力锚变径接头，7
‑
第二水力锚变径接头，8
‑
柔性封堵囊袋，9
‑
副井，10
‑
过水大通道，11
‑
第一封堵钻孔，12
‑
第二封堵钻孔，13
‑
第三封堵钻孔，14
‑
第一流动压力监测钻孔，15
‑
第二流动压力监测钻孔，16
‑
第一压力传感器，17
‑
第二压力传感器；41
‑
注浆孔。
具体实施方式
[0020]下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细说明，以便本领域的技术人员更好的理解本专利技术。
[0021]需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本专利技术的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。
[0022]需要说明的是，本专利技术中的所有部件，如无特殊说明，全部采用现有技术中已知的部件。
[0023]本专利技术所用的术语
ꢀ“
上”、“下”、“前”、“后”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种过水大通道触底自锁式封堵装置，包括同轴连接设置的丢手（1）和扶正器（2），其特征在于，所述扶正器（2）的下端顺序同轴设置有自锁式水力锚（3）、注浆管（4）和导锥（5）；所述注浆管（4）外套设有柔性封堵囊袋（8），所述注浆管（4）与柔性封堵囊袋（8）之间形成注浆容置空间，且处于柔性封堵囊袋（8）内的注浆管（4）侧壁上开设有多个注浆孔（41）；所述自锁式水力锚（3）能够在压力作用下张开实现自锁固定；所述柔性封堵囊袋（8）能够在封孔浆液注入后膨胀，实现对过水大通道的封堵。2.如权利要求1所述的过水大通道触底自锁式封堵装置，其特征在于，所述扶正器（2）与自锁式水力锚（3）之间设置有第一水力锚变径接头（6）。3.如权利要求1所述的过水大通道触底自锁式封堵装置，其特征在于，所述自锁式水力锚（3）与注浆管（4）之间设置有第二水力锚变径接头（7）。4.如权利要求1所述的过水大通道触底自锁式封堵装置，其特征在于，所述柔性封堵囊袋（8）的材质包括发泡增硬聚氨酯、发泡PVC、发泡聚乙烯、发泡聚甲基丙烯酰亚胺等。5.如权利要求1所述的过水大通道触底自锁式封堵装置，其特征在于，所述柔性封堵囊袋（8）完全膨胀后形成的断流截面大于过水大通道的最大断流截面。6.一种过水大通道分段动态监测多级封堵方法，其特征在于，所述方法通过如权利要求1至5中任一权利要求所述的过水大通道触底自锁式封堵装置实现，包括以下步骤：步骤1、获取过水大通道位置，根据过水大通道位置确定封堵区域，根据确定的封堵区域在地面上施工多个与过水大...

【专利技术属性】
技术研发人员：董书宁，刘磊，姬亚东，朱明诚，郭小铭，柳昭星，董兴玲，张溪彧，
申请(专利权)人：中煤科工西安研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：