CN107044271A - 一种兜网投球注浆封孔方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种兜网投球注浆封孔方法,该方法利用兜网配合投球实现钻孔的快速注浆封堵。具体封孔操作步骤包括:1)将直径略小于钻孔直径5‑10mm的投球,送入筒状兜网底部,兜网口径与钻孔直径相当;2)采用两侧或四侧开缝的柔塑性封孔注浆管伸入兜网,连同兜网和底部投球一同送入钻孔预封孔段;3)从封孔注浆管末端套入环形伞扣,将其推入孔内20‑50cm,环形伞扣倒爪穿兜网孔眼扣住孔壁围岩,限定兜网位移;4)连接封孔注浆管和孔外注浆管;5)开启注浆泵开始注浆封孔作业。本发明封孔方法快速简捷、带压注浆,密实封堵效果好。
Description
技术领域
本发明公布了一种兜网投球注浆封孔方法,主要用于煤岩钻孔和孔壁围岩裂隙的封孔、封堵作业,操作方便快捷,可实现带压注浆作业,封孔和封堵效果良好。
背景技术
在煤岩控制的诸多技术工艺中,如钻孔内爆破、水压致裂、瓦斯抽放等工艺实施过程中,钻孔封孔装置、封孔方法以及封孔质量等直接决定着工艺实施的最终效果。
目前,常用的封孔方式主要有机械式封孔、聚氨酯封孔、“两堵一注”带压封孔等。机械式封孔方法工艺简单,成本低,但封孔长度较短,特别是在煤壁松软、钻孔破碎情况下难以实现密实封孔;聚氨酯封孔方法封孔效率高,具有一定的可塑性,轻度受压不易变形,但由于粘度高,难以封堵钻孔周边孔裂隙,抗压强度较低;“两堵一注”封孔施工简单,可以实现带压封孔,加压情况下促使浆液扩展到钻孔周边孔裂隙中,但成本较高,两端封堵的聚氨酯材料强度不足条件下,高应力注浆难以满足密实封孔要求。
为了克服以上难题,研发了一种兜网投球注浆封孔方法,投球置于兜网底部,使浆液限制在封孔段,利用兜网自身强度实现封孔段的带压密实封孔作业。具体操作中,将兜网、投球连同封孔注浆管送至封孔段,从封孔注浆管末端安装环形伞扣倒爪穿过兜网孔眼扣住孔壁围岩,限制兜网的移动,实现浆液压力的主动封存。该工艺实施条件下,采用柔塑性封孔注浆管一次性塞入封孔段,无须进行反复多段管接、定向等复杂作业工序,是一种便捷、快速、低成本的封孔方式。
发明内容
本发明为煤岩控制工艺中的封孔问题提供了一种结构简单、快捷的注浆封孔方法,为煤岩钻孔封孔及孔壁围岩裂隙的封堵作业,提供了一种具有主动承载和广泛渗透封堵效果的封孔和封堵方法。
本发明采用的技术方案为:一种兜网投球注浆封孔方法,包括以下步骤:
1)将直径略小于钻孔直径5-10mm的投球,送入筒状兜网底部,兜网口径与钻孔直径相当。
2)采用两侧或四侧开缝的柔塑性封孔注浆管伸入兜网,连同兜网和底部投球一同送入钻孔预封孔段。
3)从封孔注浆管末端套入环形伞扣,沿封孔注浆管轴向将其推入孔内20-50cm,环形伞扣倒爪穿兜网孔眼扣住孔壁围岩,限定兜网位移。
4)连接封孔注浆管和孔外注浆管。
5)开启注浆泵开始注浆封孔作业。
作为优选,所述步骤1)中投球可选择注浆材料制作的同质球、树脂塑料球、铁球或钢球等,投球直径略小于钻孔直径5-10mm。
作为优选,所述步骤2)中兜网外形似筒状,一端封堵,另一端开放;兜网直径与钻孔直径相当,兜网长度取决于钻孔封孔段长度;兜网由尼龙绳、麻绳或线绳等材质编织成网;兜网孔眼孔径当量小于投球直径,为提高注浆材料与孔壁之间的摩擦阻力,兜网孔眼不宜过小;兜网强度高于封孔段注浆压力。
作为优选,所述步骤2)中靠近孔口位置20-50cm的范围兜网孔眼可以设置的相对较密,便于倒爪穿眼固定,可以通过翻折叠加兜网口实现,或在兜网加工时预制加密,为实现注浆材料与孔壁的充分接触,封孔段兜网一般选择大孔眼尺寸。
作为优选,所述步骤2)中封孔注浆管为塑胶管或聚酯管,封孔注浆管封孔段两侧或四侧开缝,开缝长度取决于封孔段长度。
作为优选,所述步骤3)中环形伞扣为带有钢性倒爪的环形扣。环形伞扣内径大于封孔注浆管外径,其外径小于钻孔直径,环形伞扣倒爪间通过帆布或橡胶等柔性延展材料连接成伞状。
本发明的有益效果:
1、采用的兜网材料取材、加工方便,成本低廉,带压注浆材料溢出孔眼充分与孔壁或围岩孔裂隙接触,可以实现良好的注浆封孔或封堵效果。
2、投球制作容易,取材广泛,投放容易,可借助柔塑性封孔注浆管投送,也可借助注浆液压力推送。
3、采用的封孔注浆管,具有一定的柔塑性,施工过程中便于盘卷携带,克服了多段硬材质封孔注浆管之间的管接难题。
4、封孔注浆管末端安装的环形伞扣倒爪穿过兜网孔眼扣住孔壁围岩,限制了兜网的移动,可以实现浆液压力的主动封存。
附图说明
图1是兜网结构示意图。
图2是投球形状示意图。
图3是兜网投球注浆封孔示意图。
图中:1-钻孔,2-投球,3-兜网,4-封孔注浆管,5-环形伞扣,6-开缝。
具体实施方式
以煤层钻孔内爆破卸压注浆封孔作业为例,结合附图对本发明作进一步描述:
如图1-3所示,假定煤层爆破卸压钻孔1深度为25m,钻孔1直径为100mm。鉴于煤岩钻孔内爆破作用下封孔材料冲击倾向强,设计钻孔封孔段长度为15m。选择注浆材料预制投球2。采用尼龙绳作为兜网3的编织材料,兜网3长度15m,封孔段兜网3孔眼孔径当量为80mm,孔口近区20~50cm范围兜网3孔眼孔径当量在30~40mm左右。选用柔塑性树脂管作为封孔注浆管4,封孔注浆管长度为16m,距封孔注浆管底端0.5m位置封孔注浆管四侧开缝5的长度为14.5m,开缝5的宽度为8mm。为便于插管作业,封孔注浆管4的口径在40~60mm左右为宜,本案例中选定封孔注浆管4的口径为50mm。该条件下,环形伞扣6倒爪长度30mm,环形伞扣6内径为52mm,外径为90mm。
煤层钻孔注浆封孔作业前,首先将炸药预先装入钻孔,沿孔壁引出炸药起爆引线;其次,在孔外将投球2放入筒状兜网3底部,采用四侧开缝的封孔注浆管4,连同兜网3和投球2一同送入钻孔1封孔段;再者,将环形伞扣6由封孔注浆管4末端推入孔内至距离孔口20-50cm位置,环形伞扣6倒爪穿插孔口近区兜网3的密集孔眼,扣住孔壁围岩,限定兜网3的移动;最后,将封孔注浆管4的末端与孔外注浆管连接,开启注浆泵实施孔内注浆封孔作业,待浆液凝固达到一定强度后,起爆孔内炸药,完成钻孔爆破卸压工艺。
应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
Claims (6)
1.一种兜网投球注浆封孔方法,其特征在于:包括以下步骤:
1)将直径略小于钻孔直径5-10mm的投球,送入筒状兜网底部,兜网口径与钻孔直径相当;
2)采用两侧或四侧开缝的柔塑性封孔注浆管伸入兜网,连同兜网和底部投球一同送入钻孔预封孔段;
3)从封孔注浆管末端套入环形伞扣,沿封孔注浆管轴向将其推入孔内20-50cm,环形伞扣倒爪穿兜网孔眼扣住孔壁围岩,限定兜网位移;
4)连接封孔注浆管和孔外注浆管;
5)开启注浆泵开始注浆封孔作业。
2.根据权利要求1所述的一种兜网投球注浆封孔方法,其特征在于:所述步骤1)中投球选择注浆材料制作的同质球、树脂塑料球、铁球或钢球。
3.根据权利要求1所述的一种兜网投球注浆封孔方法,其特征在于:所述步骤2)中兜网外形似筒状,一端封堵,另一端开放;兜网直径与钻孔直径相当,兜网长度取决于钻孔封孔段长度;兜网由尼龙绳、麻绳或线绳材质编织成网;兜网孔眼孔径当量小于投球直径;兜网强度高于封孔段注浆压力。
4.根据权利要求1所述的一种兜网投球注浆封孔方法,其特征在于:所述步骤2)中靠近孔口位置20-50cm的范围兜网孔眼设置的相对较密,便于倒爪穿眼固定,通过翻折叠加兜网口实现,或在兜网加工时预制加密,为实现注浆材料与孔壁的充分接触,封孔段兜网选择大孔眼尺寸。
5.根据权利要求1所述的一种兜网投球注浆封孔方法,其特征在于:所述步骤2)中封孔注浆管为塑胶管或聚酯管,封孔注浆管封孔段两侧或四侧开缝,开缝长度取决于封孔段长度。
6.根据权利要求1所述的一种兜网投球注浆封孔方法,其特征在于:所述步骤3)中环形伞扣为带有钢性倒爪的环形扣,环形伞扣内径大于封孔注浆管外径,其外径小于钻孔直径,环形伞扣倒爪间通过帆布或橡胶这些柔性延展材料连接成伞状。
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