一種孔內(nèi)止?jié){的礦山注漿工藝及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及礦山注漿領(lǐng)域，尤其是一種孔內(nèi)止?jié){的礦山注漿工藝及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)目前擁有礦山多達(dá)10萬(wàn)座以上，其中許多礦山因淺部礦體開(kāi)采基本完畢，開(kāi)采深度向縱深發(fā)展，采區(qū)內(nèi)外地下水水頭高差也逐步增大，井下生產(chǎn)受地下水的影響越來(lái)越大，存在發(fā)生突水淹井的重大安全隱患。2001年7月17日，廣西南丹縣拉甲坡礦發(fā)生特大透水事故，事故造成81名礦工遇難。2010年3月28日，山西王家?guī)X煤礦透水事故，造成38名礦工遇難。嚴(yán)重水患直接導(dǎo)致礦體回采率低，造成礦產(chǎn)資源的大量浪費(fèi)，同時(shí)大量抽排地下水導(dǎo)致地下水資源極大浪費(fèi)，甚至產(chǎn)生嚴(yán)重的地面塌陷等環(huán)境、地質(zhì)問(wèn)題。礦山帷幕注漿即在礦區(qū)的進(jìn)水方向通過(guò)鉆孔注漿，人工形成一道截水屏障，降低礦坑涌水量，為井下安全生產(chǎn)作業(yè)提供保障，同時(shí)也降低開(kāi)采作業(yè)對(duì)周邊環(huán)境的影響，確保資源利用的最大化。礦山注漿由于具有鉆孔深度較深、注漿量大、注漿壓力高等特點(diǎn)，一般水利水電、隧道加固、第四系及淺部基巖注漿加固等項(xiàng)目采用的注漿方式不適用礦山注漿，目前采用的礦山注漿方式主要有孔口自流式、孔口純壓式、下射漿管全孔灌注三類。
[0003]孔口自流式灌漿是按設(shè)計(jì)要求，將鉆孔鉆至預(yù)定深度，然后通過(guò)注漿泵和送漿管道把漿液送到孔口，漿液在自重壓力作用下，進(jìn)入溶洞、裂隙，該方法操作簡(jiǎn)單，便于在孔口添加惰性充填材料，特別適用于充填淺部大的巖溶空洞，但是由于漿液自重壓力有限，同時(shí)受地下水作用影響，漿液很難進(jìn)入深部細(xì)小裂隙，因此該注漿方法對(duì)深部裂隙充填效果不理想。
[0004]孔口純壓式灌漿是按設(shè)計(jì)要求，將鉆孔鉆至預(yù)定深度，在孔口安裝一封閉器，通過(guò)注漿泵和送漿管道把漿液送入鉆孔孔口封閉器進(jìn)口，漿液在自重壓力及注漿泵壓力的作用下，順著鉆孔進(jìn)入溶洞、裂隙，該方法需要注漿泵能夠承受較大的注漿壓力，漿液由于受地下水作用影響，容易離析、沉淀，造成注漿鉆孔被離析的粗顆粒封堵，導(dǎo)致漿液無(wú)法進(jìn)入受注裂隙，因此該方法比較適合于淺孔注漿，對(duì)漿液穩(wěn)定性、可注性要求較高。
[0005]下射漿管全孔灌注是按設(shè)計(jì)要求，將鉆孔鉆至預(yù)定深度，將鉆孔沖洗干凈后，將射漿管下入受注段，射漿管一般采用鋼管或塑料管，射漿管與孔口安裝的高壓注漿封閉器連接，通過(guò)注漿泵和送漿管道把漿液送入鉆孔孔口封閉器進(jìn)口，漿液順著射漿管直接進(jìn)入受注段，該方法的優(yōu)點(diǎn)是漿液直接進(jìn)入受注段，減少地下水對(duì)漿液的稀釋、離析作用，但是采用該方法注漿時(shí)，由于礦山巖溶裂隙發(fā)育，漿液消耗量較大，經(jīng)常采取間歇注漿的方式，即灌注一定方量后間歇一段時(shí)間，掃孔后再行灌注，每注一次漿都要更換射漿管，射漿管消耗量大；由于射漿管殘留在鉆孔內(nèi)，增加掃孔難度；對(duì)于受注段段頂以上非受注段，也需要反復(fù)掃孔，大大增加掃孔工作量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種孔內(nèi)止?jié){的礦山注漿工藝及裝置，操作簡(jiǎn)單，注漿效率高，適合于各種孔深的注漿。
[0007]為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種孔內(nèi)止?jié){的礦山注漿工藝，其不同之處在于:所述工藝采用前進(jìn)式的方式從上往下進(jìn)行分段鉆孔、注漿，上一受注段鉆孔、注漿結(jié)束并待凝、掃孔后，再進(jìn)行下一受注段的鉆孔、注漿，直至達(dá)到預(yù)設(shè)的鉆孔深度，最后用濃漿封住鉆孔，其中，每一段受注段的鉆孔、注漿具體包括以下步驟:
步驟a)、鉆孔至預(yù)定孔深，清除孔內(nèi)巖心，并用清水對(duì)鉆孔進(jìn)行沖洗，直至孔口反水無(wú)巖肩、巖粉，再進(jìn)行壓水試驗(yàn)以查清受注段的滲漏情況，并根據(jù)壓水試驗(yàn)結(jié)果選擇注漿漿液配比；
步驟b)、將射漿管與止?jié){塞連接，并將止?jié){塞和射漿管下放入孔內(nèi)，然后將射漿管逐根連接至孔口，直至止?jié){塞下至受注段段頂處，再膨脹止?jié){塞使止?jié){塞與孔壁緊密接觸，然后將孔口處的射漿管依次與送漿管、注漿泵、流量計(jì)、二次攪拌桶連接以形成注漿進(jìn)漿管路，再將漿液探測(cè)儀的傳感器下至止?jié){塞上部以探測(cè)漿液是否上串泄露，然后進(jìn)行間歇式注漿。
[0008]按以上技術(shù)方案，所述步驟b)中的間歇式注漿的具體工藝過(guò)程為每次注漿完畢后，使止?jié){塞泄壓恢復(fù)原始尺寸，再將射漿管和止?jié){塞提出鉆孔，待前一次注漿結(jié)束后間歇一段時(shí)間，然后掃孔并洗孔，掃孔深度為前一次注漿受注段的段底，然后進(jìn)行注漿，如此循環(huán)，直至該受注段注漿結(jié)束。
[0009]按以上技術(shù)方案，所述步驟b)中的間歇式注漿為每注漿50?100立方米間歇一次。
[0010]按以上技術(shù)方案，所述步驟b)中的間歇式注漿的間歇時(shí)間范圍為漿液初凝后至漿液終凝前。
[0011]按以上技術(shù)方案，每段所述受注段的段長(zhǎng)為10?50m。
[0012]對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益特點(diǎn)如下:
1)、該孔內(nèi)止?jié){的礦山注漿工藝，采用前進(jìn)式分段注漿，從上往下一段一段的注漿，礦山注漿一般都是在巖溶、裂隙比較發(fā)育地段進(jìn)行施工，裂隙、巖溶通道水平/垂向連通性較好，若采用后退式注漿，由于止?jié){塞上部的裂隙通道并未注漿處理，水泥漿液很容易通過(guò)鉆孔周邊的巖溶裂隙通道上串至止?jié){塞上部，從而將止?jié){塞抱死，若采用前進(jìn)式注漿，由于止?jié){塞上部孔段已經(jīng)注漿處理完畢，可避免漿液通過(guò)巖溶裂隙通道上串至止?jié){塞上部；
2)、該孔內(nèi)止?jié){的礦山注漿工藝，漿液通過(guò)射漿管直接送至受注段，避免漿液受地下水作用影響，保證注漿質(zhì)量；
3)、該孔內(nèi)止?jié){的礦山注漿工藝，止?jié){塞上部孔段在注漿過(guò)程中無(wú)漿液進(jìn)入，注漿完畢后，受注段以上孔段無(wú)需掃孔，節(jié)省大量掃孔時(shí)間，也節(jié)約了注漿材料，同時(shí)也避免掃孔掃出新孔的問(wèn)題；
4)、該孔內(nèi)止?jié){的礦山注漿工藝，每次注漿完畢后，通過(guò)鉆機(jī)卷?yè)P(yáng)即可將射漿管帶止?jié){塞一并提升上來(lái)，避免了射漿管等殘留孔內(nèi)，增加掃孔難度；
5)、該孔內(nèi)止?jié){的礦山注漿工藝，止?jié){塞上部設(shè)置有漿液探測(cè)儀，該漿液探測(cè)儀能夠準(zhǔn)確對(duì)水、水泥漿進(jìn)行準(zhǔn)確辨別，一旦發(fā)現(xiàn)有漿液上串至止?jié){塞頂部，漿液探測(cè)儀即可發(fā)出警報(bào)，則說(shuō)明止?jié){塞所處井壁破碎，封堵質(zhì)量不佳，導(dǎo)致漿液上串，需要更換止?jié){塞的位置至井壁完整處，避免造成止楽■塞被埋在鉆孔內(nèi)的事故； 6)、該孔內(nèi)止?jié){的礦山注漿工藝，可適用于高壓注漿，不受注漿壓力限制，最大注漿壓力達(dá)WMPa。
[0013]實(shí)施上述方法的孔內(nèi)止?jié){的礦山注漿裝置，其不同之處在于:其包括二次攪拌桶、注漿泵、送漿管、射漿管、止?jié){塞、漿液探測(cè)儀和回漿管，所述二次攪拌桶依次通過(guò)所述注漿泵、送漿管、射漿管與所述止?jié){塞連接形成進(jìn)漿管路，所述止?jié){塞上部設(shè)置有將用于探測(cè)漿液是否上串泄露的漿液探測(cè)儀，所述射漿管與送漿管通過(guò)三通連接，三通的另一個(gè)出口與回漿管連接，所述回漿管將多余漿液送回至注漿泵進(jìn)口處，所述回漿管上設(shè)置有高壓回漿閥。
[0014]按以上技術(shù)方案，其還包括灌注自動(dòng)記錄儀，所述灌注自動(dòng)記錄儀包括流量計(jì)、壓力計(jì)和用于記錄、打印測(cè)量數(shù)據(jù)的記錄裝置，所述流量計(jì)設(shè)置在所述注漿泵的進(jìn)口處用于測(cè)量注漿流量，所述壓力計(jì)設(shè)置在所述回漿管上靠近三通處用于測(cè)量注漿壓力。
[0015]按以上技術(shù)方案，所述回漿管上靠近三通處設(shè)置有用于顯示注漿壓力的壓力表。
[0016]按以上技術(shù)方案，所述進(jìn)漿管路還包括用于開(kāi)啟/關(guān)閉進(jìn)漿管路的第一閘閥。
[0017]按以上技術(shù)方案，所述回漿管上還設(shè)置有用于開(kāi)啟/關(guān)