[发明专利]井下双液注浆器

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于矿山井下或隧道等环境中动水条件下的堵水装置，尤其是井下双液注浆器。

背景技术

目前用于矿山、交通等出水后的注浆堵水，尤其是在出水通道较短，水压较高，流速较快的情况下，要求注浆封堵材料要具备快速凝固，比例可以根据需要调整等要求。但是目前封堵出水一般采用高分子材料或者水泥浆液，孔口混合方式进行。当钻孔较深时，采用孔口混合方式将使两种浆液混合后在钻孔内的运行距离较长，运行时间较长，浆液极易在被推出钻孔前在钻孔内凝固而堵孔；在较短涌水通道内堵水，要求浆液的凝固时间往往较短，在较深钻孔内实施双液注浆很难做到，原因就是钻孔的深度。对目前用于动水注浆的高分子材料的凝固时间的调整也只能通过调整输送管路的长度来调节，而且可以调节的范围也有限。单液水泥浆注入后，随水很快溢出，注浆效果差。

有的单位使用双管注浆，就是采用两个输送管路并行的注浆，来达到双液注浆的目的，但是管路连接复杂，难以维护和检修。

发明内容

本发明的目的是解决矿山井下或者交通隧道内的动水涌水条件下的双液注浆问题，提供一种工艺简单，在较深钻孔内双液凝固时间可调，消除浆液堵孔的恶果，保证较好注浆效果的井下双液注浆器。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种井下双液注浆器，包括嵌套在一起的注浆内管和注浆外管，所述注浆内管和注浆外管为两个独立的密闭管道。

所述注浆内管包括依次相连的高压胶管接头I、短管I、密封接头、钻杆和喷射器，前述个部件相连形成密闭的注浆管路；所述短管I上设有回止阀I。

所述注浆外管包括止水套管，套管前端连接法兰II，法兰II前端连接高压阀门一端，高压阀门另一端连接于密封法兰I上，密封法兰I的中心焊接有密封接头，止水套管上连接短管II，短管II上设有回止阀II，短管II与高压胶管接头II相连。

所述回止阀I和回止阀II均包括相连接的上阀体和下阀体，上、下阀体中设有阶梯空腔，阶梯空腔内设有弹簧座，弹簧座上连接弹簧一端，弹簧另一端顶在钢球上。

本发明利用了钻杆和钻孔止水套管分别作为浆液输送管路，实现了双管注浆，通过改变钻孔内注浆管的深度来调节两种浆液混合的位置和混合后在钻孔内运行的时间，达到在较深钻孔内双液凝固时间可调，消除浆液堵孔的恶果，从而来保证较好的注浆效果。

采用本发明的注浆工艺如下，包括以下步骤：

1)、准备工作及判断是否具备注浆条件：

a.首先施工注浆钻孔，按照《煤矿防治水规定》第九十八条对止水套管长度的规定，钻探到钻孔深度超出止水套管规定长度1.0m处，然后在钻孔内下入止水套管，并用硅酸盐水泥或者硫铝酸盐水泥对止水套管和钻孔之间的环状间隙进行封固，形成封固材料；

b.待封固材料候凝8-10小时后，向止水套管内下入钻头扫净残留在止水套管内的封固材料，扫孔深度要超过止水套管底端0.5m，该0.50m为裸孔段，并用清水把止水套管和裸孔段内冲洗干净。

c.在止水套管上口焊接法兰II、焊接法兰II连接高压阀门、高压阀门与密封法兰I相连，密封法兰I通过密封接头与短管I相连，短管I上设有回止阀I，短管I与高压胶管接头I相连。

d.耐压试验，用注浆泵经上述构造向止水套管内注入清水，随着注入水量的增加，由于止水套管是密闭系统，套管内的清水被压缩，压强值会逐渐增加，直到注浆泵压力表显示的压强值达到止水套管封固设计压力(一般为钻孔所处水平标高处所揭露含水层水压值的2.5倍)；

e.耐压试验合格后，依次卸下密封法兰I、回止阀I、短管I和高压胶管接头I，并打开高压阀门，在套管内下入钻头和钻杆，继续钻探，直到揭露含导水构造，钻孔内出现较大涌水量为止，并记录涌水深度；

f.再次在高压阀门上依次连接密封法兰I、回止阀I、短管I和高压胶管接头I，分别使用容器或者水量表测量出钻孔单位时间内涌水量，通过压力表测量出实际的水压值；

g.联通试验：通过注浆泵和高压管连接高压胶管接头I到高压阀门，打开高压阀门，向止水套管内注入搅拌好的普通硅酸盐水泥浆，若井下涌水点涌出水泥浆且比较严重(用容器在涌水点取含有水泥浆的水样，沉淀后水泥沉淀量体积占到水样体积的1/4时，视为比较严重)，则证明具备井下实施双液注浆的条件，计算开始注浆到涌出水泥浆的时间即为跑浆时间；若不跑浆或者跑浆轻微，直接注入单液水泥浆液即可达到注浆堵水效果；

2)双液注浆工艺的实施