[发明专利]一种变形止水器及采用该变形止水器的注浆封堵工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种变形止水器及采用该变形止水器的注浆封堵工艺，属于矿山、交通隧道、水利水电等水害防治领域。

背景技术

煤矿井下水文观测钻孔、井下水源井或井下注浆钻孔，一般都位于井下巷道或者专门的硐室内，由于冲击地压作用造成地层错动，使止水套管断裂，或套管丝扣加工质量差，套管连接不牢造成扣脱现象，断裂或脱扣的套管被涌水压力拔出钻孔，引起钻孔涌水。钻孔涌水由于处于高压状态，呈现压力高、流量大特征。钻孔涌水后往往难以治理，并给矿井造成一定威胁，不仅增加了矿井排水压力，还影响到矿井的安全生产。对上述涌水钻孔的注浆封堵，是根治钻孔涌水威胁的必要手段。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种变形止水器及采用该变形止水器的注浆封堵工艺，是井下水文、水井或者注浆钻孔因止水套管断裂、脱扣等原因，被钻孔内高压涌水拔出后失效，形成钻孔高压大流量涌水。为通过采取注浆工艺对高压大流量涌水钻孔进行注浆封堵的工艺。以解决上述钻孔涌水的威胁。该工艺主要包括变形止水器在涌水钻孔内的止水工艺和止水后对涌水钻孔的注浆封堵工艺。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种变形止水器，包括一个内管，该内管与注浆管固定在一起；一个止水袋套在内管和注浆管的外面；注浆管通过注浆阀门与注浆胶管连接；内管的一头与注浆钻杆连接；在注浆钻杆上设置有钻杆阀门及三通阀门；注浆钻杆的另一头设置有水接头，水接头上套有高压胶管；该变形止水器工作时位于涌水钻孔内，变形止水器的下端出口位于钻孔止水套管内。

所述止水袋两端封口，并通过铁丝及止水胶条固定在内管和注浆管上。

所述注浆钻杆固定在钻机液压卡盘及给进器上。

一种采用该变形止水器的注浆封堵工艺，该工艺包括以下步骤：

Step1：在涌水钻孔的巷道或者硐室内安装钻机；

Step2：确定钻孔内止水套管上口的位置；

Step3：通过注浆管向止水袋内充气，检查止水袋是否由漏气现象，充气压力达到1.0MPa无泄漏时，止水器质量合格；把质量合格的止水袋固定在内管上；

Step4：把变形止水器的内管连接在注浆钻杆的底端，用钻机液压卡盘夹持注浆钻杆，并用给进器把注浆钻杆慢慢下入到涌水钻孔内，直到变形止水器的下端出口进入到涌水钻孔内的钻孔止水套管内；保持三通阀门、钻杆阀门和注浆阀门均处于完全打开状态；

Step6：用注水泵通过注浆胶管、注浆阀门及注浆管将速凝浆液灌注到止水袋内；

Step7：观察涌水钻孔内和注浆钻杆之间、钻孔硐室岩壁内是否有涌水出现，当不出现涌水且向止水袋内的注浆压力达到0.5MPa时，表明变形止水器在涌水钻孔内止水合格，此时关闭变形止水器注浆阀门；若止水不合格，则要重新进行止水操作；

Step8：变形止水器止水合格后，继续用钻机卡盘夹持注浆钻杆不动，以保持变形止水器在涌水钻孔内不动，候凝至少24小时，待其完全固结并具备一定强度后，进行下一步操作；

Step9：变形止水器候凝结束后，保持打开注浆钻杆三通阀门泄水，在注浆钻杆顶端连接水接头和高压胶管，高压胶管和注浆泵连接；关闭注浆钻杆上的三通阀门，由注浆泵通过高压胶管、水接头、注浆钻杆、变形止水器内管向钻孔止水套管内持续注入水泥浆液，水泥浆液通过钻孔止水套管进入到含水层中；

Step10：水泥浆液充填封闭含水层内的含导水裂隙，最终把钻孔止水套管封堵住，从而达到成功封堵涌水钻孔的目的；待注浆压力达到含水层水头压力的1.5倍时，停止注浆，关闭注浆钻杆阀门；

Step11：打开注浆钻杆三通阀门，用注浆泵通过高压胶管、水接头、注浆钻杆和注浆钻杆三通阀门内灌注清水，由注浆钻杆三通阀门泄水，冲洗由上述部件组成的管路，冲洗干净后停泵；

Step12：注浆结束72小时后，把注浆钻杆在钻杆阀门以上部位卸开，钻杆阀门及以下部分留在钻孔内不再回收，整个涌水钻孔注浆工艺操作完成。

所述Step1中，在涌水钻孔的巷道或者硐室内采用埋设地锚或者液压支柱固定的方式安装带有液压卡盘和液压给进器的坑道钻机，使钻机液压卡盘及液压给进器的轴线与钻孔轴线位于同一条直线上。