【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及矿山充填，尤其涉及一种深井充填钻孔交错安装缓冲减磨增阻方法。
技术介绍
1、充填钻孔作为充填系统的“咽喉”工程，作用是将充填料浆从地表通过自流或泵送的方式输送至井下采空区。随着浅部矿产资源的逐渐枯竭，金属矿产资源的深部开采是必然趋势，深井充填钻孔由于深度过大，钻孔内的充填管道承受的压力大，充填料浆输送的过程中加剧了料浆对充填管道的磨损、腐蚀等多种形式的破坏，情况严重会造成钻孔堵塞、损伤甚至报废。充填钻孔一旦报废后，只能重新施工出新的充填钻孔，不仅直接给矿山带来较大经济损失，还会导致整个充填系统瘫痪、矿山生产停滞等严重影响。
2、现有技术中，矿山主要采用多台阶、折返式布置管道，以及利用已有巷道，对垂直段充填管道进行缓冲增阻。对于多台阶和折返式布置管道技术，将大量增加钻孔和井下施工工程量，且施工难度大；深部金属矿开采深度接近或超过1000m，有的矿山已经达到1500m~2000m的首采深度，难以实现垂直充填管道利用已有巷道进行缓冲增阻。
3、鉴于此，本专利技术以实现深井充填料浆增阻降速、减少充填料浆对充填管道内壁磨损和冲刷、提高充填钻孔使用寿命为目的，提出一种深井充填钻孔交错安装缓冲减磨增阻方法。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种深井充填钻孔交错安装缓冲减磨增阻方法，将深井垂直充填钻孔中的充填管道分段、交错布置，通过竖直缓冲段实现深井充填料浆增阻降速，解决由于钻孔过深带来的管道磨损严重、使用寿命短等问题。
2、为解决上述专利技术目
3、一种深井充填钻孔交错安装缓冲减磨增阻方法，包括步骤如下：
4、s1、从地平面向深井钻进垂直充填钻孔，与井下充填联络道贯通，充填管道从垂直充填钻孔进入井下充填联络道；
5、s2、当所述垂直充填钻孔高度超过600m时，所述充填管道分段、交错布置；
6、s3、所述充填管道安装好后，由于所述充填钻孔过深，注浆固管工艺采取孔底反向注浆措施，防止底部出现漏浆跑浆情况，在垂直充填钻孔孔底采用密封钢板将所述充填管道与所述垂直充填钻孔之间的缝隙进行密封，所述密封钢板上留有反向注浆管；
7、s4、通过反向注浆管进行一定高度的反向注浆，待水泥浆凝固后再进行地表注浆固管；
8、s5、充填管道固定后，将充填料浆从地表通过所述充填管道输送至充填联络道，其中，充填料浆经竖直缓冲段缓冲增阻后，料浆通过水平过渡段流向下一分段充填管道，最后一分段充填管道到达孔底充填联络道，再通过布置充填管线将料浆输送至深井采空区。
9、上述，当充填料浆输送至所述竖直缓冲段时阻力增大，料浆流速被降低，减少了对管壁的磨损和冲刷。
10、所述步骤s1中充填钻孔与充填联络道垂直，充填钻孔偏斜率不超过0.5%~1%，充填钻孔直径为500~700mm。
11、所述步骤s1中充填管道外径为127~168mm，所述充填管道选用无缝钢管、贝氏体管道、复合管道制成。
12、所述步骤s2中，当充填钻孔的深度为600m~1000m时，每一分段充填管道长度为300m~400m；当充填钻孔深度为1000m~2000m时，每一分段充填管道长度为400m~500m；当充填钻孔深度超过2000m时，每一分段充填管道长度为500m；
13、所述充填管道相邻两分段交错布置在所述充填钻孔内，充填管道间采用快速接头、焊接、丝扣连接。
14、充填管道在外部深井高地应力作用下，管壁受压应力，为使注浆固管形成的水泥环能抵抗地应力，所述垂直充填钻孔与所述充填管道之间的间隙不少于50mm。
15、所述步骤s2中充填管道分段后，每一分段充填管道长300~500m，每一分段充填管道下端为缓冲增阻管道，缓冲增阻管道包括管道三通、竖直缓冲段和水平过渡段；安装时，首先利用管道三通连接上一分段充填管道下端、竖直缓冲段和水平过渡段，再通过弯管将水平过渡段与下一分段充填管道上端连接。
16、所述步骤s4中反向注浆的高度不低于2m。
17、所述竖直缓冲段长度为0.5m~1m，竖直缓冲段的底部封闭厚度不小于0.1m；所述水平过渡段长度为146mm~264mm，具体长度由钻孔直径和所述充填管道直径综合决定。
18、当风井与深井采空区的距离满足充填料浆输送要求时，所述步骤s1中利用已有风井空间代替垂直充填钻孔，沿风井交错安装所述充填管道，并将所述充填管道与风井井壁固定。
19、上述技术方案，与现有技术相比至少具有如下有益效果：
20、上述方案，在深井垂直充填钻孔中分段、交错布置充填管道，当充填料浆输送至竖直缓冲段时阻力增大，料浆流速被降低，减少了对管道内壁的磨损和冲刷；该方法有益于实现深井充填料浆增阻降速，规避由于钻孔过深带来的管道磨损严重、使用寿命短等问题。随着充填井深的不断增加，传统的矿山多台阶、折返式布置管道缓冲增阻技术将无法解决钻孔段面临的问题，本专利技术在钻孔内进行增阻减磨，与钻孔间专用巷道减阻相比，施工工期和成本大幅降低。
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1.一种深井充填钻孔交错安装缓冲减磨增阻方法，其特征在于，包括步骤如下：
2.根据权利要求1所述的深井充填钻孔交错安装缓冲减磨增阻方法，其特征在于，所述步骤S1中充填钻孔与充填联络道垂直，充填钻孔偏斜率不超过0.5%~1%，充填钻孔直径为500~700mm。
3.根据权利要求1所述的深井充填钻孔交错安装缓冲减磨增阻方法，其特征在于，所述步骤S1中充填管道外径为127~168mm，所述充填管道选用无缝钢管、贝氏体管道、复合管道制成。
4.根据权利要求1所述的深井充填钻孔交错安装缓冲减磨增阻方法，其特征在于，所述步骤S2中，当充填钻孔的深度为600m~1000m时，每一分段充填管道长度为300m~400m；当充填钻孔深度为1000m~2000m时，每一分段充填管道长度为400m~500m；当充填钻孔深度超过2000m时，每一分段充填管道长度为500m；
5.根据权利要求1所述的深井充填钻孔交错安装缓冲减磨增阻方法，其特征在于，所述垂直充填钻孔与所述充填管道之间的间隙不少于50mm。
6.根据权利要求1所述的深井充填钻孔交错安
7.根据权利要求1所述的深井充填钻孔交错安装缓冲减磨增阻方法，其特征在于，所述步骤S4中反向注浆的高度不低于2m。
8.根据权利要求6所述的深井充填钻孔交错安装缓冲减磨增阻方法，其特征在于，所述竖直缓冲段长度为0.5m~1m，竖直缓冲段的底部封闭厚度不小于0.1m；所述水平过渡段长度为146mm~264mm。
9.根据权利要求1所述的深井充填钻孔交错安装缓冲减磨增阻方法，其特征在于，当风井与深井采空区的距离满足充填料浆输送要求时，所述步骤S1中利用已有风井空间代替垂直充填钻孔，沿风井交错安装所述充填管道，并将所述充填管道与风井井壁固定。
...【技术特征摘要】
1.一种深井充填钻孔交错安装缓冲减磨增阻方法，其特征在于，包括步骤如下：
2.根据权利要求1所述的深井充填钻孔交错安装缓冲减磨增阻方法，其特征在于，所述步骤s1中充填钻孔与充填联络道垂直，充填钻孔偏斜率不超过0.5%~1%，充填钻孔直径为500~700mm。
3.根据权利要求1所述的深井充填钻孔交错安装缓冲减磨增阻方法，其特征在于，所述步骤s1中充填管道外径为127~168mm，所述充填管道选用无缝钢管、贝氏体管道、复合管道制成。
4.根据权利要求1所述的深井充填钻孔交错安装缓冲减磨增阻方法，其特征在于，所述步骤s2中，当充填钻孔的深度为600m~1000m时，每一分段充填管道长度为300m~400m；当充填钻孔深度为1000m~2000m时，每一分段充填管道长度为400m~500m；当充填钻孔深度超过2000m时，每一分段充填管道长度为500m；
5.根据权利要求1所述的深井充填钻孔交错安装缓冲减磨增阻方法，其特征在于，所述垂直充填钻孔与所述充填管道之间的间隙不少于50mm。
【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，吴爱祥，焦江，王贻明，岑佑华，汤雁斌，尹东升，曹文钢，张金钟，毕成，罗卫兵，沈家华，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：
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