一種凍結(jié)管特殊注漿裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種凍結(jié)管特殊注漿裝置，包括注漿件、導(dǎo)漿件、導(dǎo)漿管、引漿件及進漿頭，注漿件與導(dǎo)漿件連接，導(dǎo)漿件與導(dǎo)漿管連接，導(dǎo)漿管與引漿件連接，引漿件與進漿頭相連；注漿件和引漿件的底端均設(shè)有封蓋，封蓋上固定有彈簧，彈簧頂端有一彈珠；彈珠與位于上方的漿液通道對齊；注漿件和引漿件的側(cè)壁上設(shè)有出漿孔；注漿件的側(cè)壁外沿設(shè)有翼緣。本實用新型通過進漿頭、引漿件、導(dǎo)漿管、導(dǎo)漿件及注漿件配合注漿，使化學(xué)水泥漿初凝后凍結(jié)管正常使用開始凍結(jié)，從而解決了注漿環(huán)形空間封堵地下水的問題，注漿和凍結(jié)完美結(jié)合形成臨時支護結(jié)構(gòu)。
【專利說明】一種凍結(jié)管特殊注漿裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及采礦工程設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于凍結(jié)孔環(huán)形空間封堵的注漿裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]我國的能源需求大幅增加，煤礦開采的區(qū)域轉(zhuǎn)移到中西部。目前以內(nèi)蒙、寧夏、陜西彬長礦區(qū)和甘肅新疆為代表的井筒，穿過的地層以白堊系、侏羅系和石炭二疊系巖石為主。經(jīng)過近十年的建井摸索，我國的科技工作者逐漸從普通法鑿井到注漿法鑿井遇到的困難，認(rèn)識到巖石凍結(jié)法特殊鑿井才是目前最優(yōu)的施工方法。采用全深凍結(jié)方案，如不封堵凍結(jié)孔環(huán)形空間，凍結(jié)壁自然解凍后環(huán)形空間形成導(dǎo)水通道，巖石凍融強度會降低(約降10%)，對礦井建設(shè)二期工程支護有很大影響，直接影響到礦井的安全和礦井建設(shè)工期；若非全深凍結(jié)，普通法施工的層段含水不確定性對建井工期和投資影響很大。
[0003]國內(nèi)井筒建設(shè)業(yè)界的專家學(xué)者逐漸意識到巖石凍結(jié)施工技術(shù)是新世紀(jì)遇到的又一難題，尤其是內(nèi)蒙、寧夏、陜西彬長礦區(qū)和甘肅新疆等地區(qū)的白堊系和侏羅系巖層的特殊性，甚至成為世界上未曾遇到過的建井技術(shù)難題。
[0004]鑒于以上原因，對凍結(jié)孔環(huán)形空間解凍后的導(dǎo)水封堵技術(shù)需要急迫解決。
[0005]針對井筒全深凍結(jié)凍結(jié)方案中孔環(huán)形空間的導(dǎo)水問題，前期施工的礦井中未考慮水壓對井底車場及相關(guān)硐室的影響，在施工時遇到了多起淹井事故，像母杜柴登、納林河2號等礦井。隨后處理過程中遇到了很大的困難并付出了巨大的工期和投資代價。綜合各個事故井筒的處理方法，大體有以下幾種:強制解凍后爆破射孔注漿技術(shù)，該技術(shù)的缺點是處理凍結(jié)孔環(huán)形空間的造價費用高，約占整個凍結(jié)費用的五分之一；凍結(jié)孔緩凝泥漿置換處理技術(shù)，該技術(shù)處理凍結(jié)孔環(huán)形空間的造價費用不高，但是化學(xué)水泥漿形成固管后，對凍結(jié)管運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的溫度應(yīng)力釋放具有約束作用，而且在凍結(jié)管安裝下放的過程中對化學(xué)泥漿的凝固時間要求很高，容易出現(xiàn)凍結(jié)管安裝下放不到設(shè)計深度等問題；硐室開拓施工后的充填注漿處理技術(shù)，該技術(shù)的缺點是一般情況下施工的高度受限，且為事后補充處理措施，對于超過400m以上的井筒要與其他方式綜合處理。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、成本低、效果好的凍結(jié)管特殊注漿裝置。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案:一種凍結(jié)管特殊注漿裝置，其特征在于:包括內(nèi)部均設(shè)有漿液通道的注漿件、導(dǎo)漿件、導(dǎo)漿管、引漿件及進漿頭，用于固定在冷結(jié)管內(nèi)的注漿件與導(dǎo)漿件連接，導(dǎo)漿件與導(dǎo)漿管連接，導(dǎo)漿管與引漿件連接，引漿件與用于連接鉆桿的進漿頭相連；注漿件和引漿件的底端均設(shè)有封蓋，封蓋上固定有彈簧，彈簧頂端放置有一彈珠；彈珠與位于其上方的漿液通道相對齊，彈珠的直徑大于該漿液通道的直徑；注漿件和引漿件的側(cè)壁上設(shè)有出漿孔；注漿件的側(cè)壁外沿設(shè)有一圓盤狀外凸的翼緣，此翼緣通過焊接與凍結(jié)管固定在一起，組成裝置整體隨凍結(jié)管的底錐一起下放，進漿頭與鉆桿直接焊接在一起。
[0008]優(yōu)選地，所述注漿件與導(dǎo)漿件之間采用螺紋連接；所述導(dǎo)漿件與導(dǎo)漿管之間、導(dǎo)漿管與引漿件之間及引漿件與進漿頭之間采用和導(dǎo)漿件上方向相反的螺紋連接，如注漿件與導(dǎo)漿件之間采用正向螺紋連接，導(dǎo)漿件與導(dǎo)漿管之間、導(dǎo)漿管與引漿件之間及引漿件與進漿頭之間則采用反向螺紋連接。
[0009]本裝置連接后把鉆桿侵入凍結(jié)管內(nèi)部，進行凍結(jié)管整體水壓試驗，若水壓試驗不成功，則進行凍結(jié)管拔管重新下放安裝；若水壓試驗成功，則通過鉆桿把水泥化學(xué)漿液注入進漿頭，當(dāng)壓力超過引漿件中彈簧設(shè)計的壓力時，彈簧被壓縮，彈珠下降，漿液通過引漿件的出漿孔經(jīng)導(dǎo)漿管往下部進入導(dǎo)漿件。同樣，注漿壓力超過注漿件中彈簧設(shè)計的壓力時，彈簧被壓縮，彈珠下降，水泥化學(xué)漿液通過注漿件的出漿孔進入地層凍結(jié)孔環(huán)形空間，完成注漿工藝。
[0010]達到設(shè)計的注漿量后，停止注漿。此時，鉆桿內(nèi)和凍結(jié)孔環(huán)形空間的一定高度內(nèi)均為同一密度液體，凍結(jié)管內(nèi)的壓力要大于環(huán)形空間的壓力。根據(jù)壓力平衡條件可以得出環(huán)形空間內(nèi)的漿液不會反進入鉆桿。啟動鉆桿電動機旋轉(zhuǎn)，注漿件和導(dǎo)漿件自動分離，由于凍結(jié)管內(nèi)的壓力小于環(huán)形空間的壓力，注漿件內(nèi)的彈簧將伸長，帶動彈珠上行，把注漿件內(nèi)的漿液通道與環(huán)形空間隔離封堵。之后，水泥環(huán)形漿液被壓入環(huán)形空間內(nèi)，隨著時間的延遲凝固成具有強度的水泥漿塊，凍結(jié)孔環(huán)形空間被封堵密實，隔絕地下水的通道。
[0011]本實用新型通過進漿頭、引漿件、導(dǎo)漿管、導(dǎo)漿件及注漿件配合注漿，通過彈簧和彈珠隔離封堵，使化學(xué)水泥漿初凝后凍結(jié)管正常使用開始凍結(jié)，從而解決了注漿環(huán)形空間封堵地下水的問題，注漿和凍結(jié)完美結(jié)合形成臨時支護結(jié)構(gòu)，不僅封堵效果好，而且使用成本低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型剖面結(jié)構(gòu)圖。
[0013]圖中，I為注漿件，2為導(dǎo)漿件，3為導(dǎo)漿管，4為引漿件，5為封蓋，6為彈簧，7為彈珠，8為進衆(zhòng)頭,9為出衆(zhòng)孔，10為翼緣。
【具體實施方式】
[0014]本實施例中，參照圖1，所述凍結(jié)管特殊注漿裝置，包括內(nèi)部均設(shè)有漿液通道的注漿件1、導(dǎo)漿件2、導(dǎo)漿管3、引漿件4及進漿頭8，用于固定在冷結(jié)管內(nèi)的注漿件I與導(dǎo)漿件2連接，導(dǎo)漿件2與導(dǎo)漿管3連接，導(dǎo)漿管3與引漿件4連接，引漿件4與用于連接鉆桿的進漿頭8相連；注漿件I和引漿件4的底端均設(shè)有封蓋5，封蓋5上固定有彈簧6，彈簧6頂端放置有一彈珠7 ;彈珠7與位于其上方的漿液通道相對齊，彈珠7的直徑大于該漿液通道的直徑；注漿件I和引漿件4的側(cè)壁上設(shè)有出漿孔9 ;注漿件I的側(cè)壁外沿設(shè)有一圓盤狀外凸的翼緣10，此翼緣10通過焊接與凍結(jié)管固定在一起，組成裝置整體隨凍結(jié)管的底錐一起下放，進漿頭8與鉆桿直接焊接在一起。
[0015]注漿件I與導(dǎo)漿件2之間采用正向螺紋連接，導(dǎo)漿件2與導(dǎo)漿管3之間、導(dǎo)漿管3與引漿件4之間及引漿件4與進漿頭8之間則采用反向螺紋連接。[0016]本裝置連接后把鉆桿侵入凍結(jié)管內(nèi)部，進行凍結(jié)管整體水壓試驗，若水壓試驗不成功，則進行凍結(jié)管拔管重新下放安裝；若水壓試驗成功，則通過鉆桿把水泥化學(xué)漿液注入進漿頭8，當(dāng)壓力超過引漿件4中彈簧6設(shè)計的壓力時，彈簧6被壓縮，彈珠7下降，漿液通過引漿件4的出漿孔9經(jīng)導(dǎo)漿管3往下部進入導(dǎo)漿件2。同樣，注漿壓力超過注漿件I中彈簧6設(shè)計的壓力時，彈簧6被壓縮，彈珠下7降，水泥化學(xué)漿液通過注漿件I的出漿孔9進入地層凍結(jié)孔環(huán)形空間，完成注漿工藝。
[0017]達到設(shè)計的注漿量后，停止注漿。此時，鉆桿內(nèi)和凍結(jié)孔環(huán)形空間的一定高度內(nèi)均為同一密度液體，凍結(jié)管內(nèi)的壓力要大于環(huán)形空間的壓力。根據(jù)壓力平衡條件可以得出環(huán)形空間內(nèi)的衆(zhòng)液不會反進入鉆桿。啟動鉆桿電動機旋轉(zhuǎn)，注衆(zhòng)件I和導(dǎo)衆(zhòng)件2在順時針轉(zhuǎn)動下自動分離，由于凍結(jié)管內(nèi)的壓力小于環(huán)形空間的壓力，注漿件I內(nèi)的彈簧6將伸長，帶動彈珠7上行，把注漿件I內(nèi)的漿液通道與環(huán)形空間隔離封堵。之后，水泥環(huán)形漿液被壓入環(huán)形空間內(nèi)，隨著時間的延遲凝固成具有強度的水泥漿塊，凍結(jié)孔環(huán)形空間被封堵密實，隔絕地下水的通道。
[0018]以上已將本實用新型做一詳細說明，以上所述，僅為本實用新型之較佳實施例而已，當(dāng)不能限定本申請實施范圍，即凡依本申請范圍所作均等變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本實用新型涵蓋范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種凍結(jié)管特殊注漿裝置，其特征在于:包括內(nèi)部均設(shè)有漿液通道的注漿件、導(dǎo)漿件、導(dǎo)漿管、引漿件及進漿頭，用于固定在冷結(jié)管內(nèi)的注漿件與導(dǎo)漿件連接，導(dǎo)漿件與導(dǎo)漿管連接，導(dǎo)漿管與引漿件連接，引漿件與用于連接鉆桿的進漿頭相連；注漿件和引漿件的底端均設(shè)有封蓋，封蓋上固定有彈簧，彈簧頂端放置有一彈珠；彈珠與位于其上方的漿液通道相對齊，彈珠的直徑大于該漿液通道的直徑；注漿件和引漿件的側(cè)壁上設(shè)有出漿孔；注漿件的側(cè)壁外沿設(shè)有一圓盤狀外凸的翼緣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凍結(jié)管特殊注漿裝置，其特征在于:所述注漿件與導(dǎo)漿件之間采用螺紋連接；所述導(dǎo)漿件與導(dǎo)漿管之間、導(dǎo)漿管與引漿件之間及引漿件與進漿頭之間采用和導(dǎo)漿件上方向相反的螺紋連接。
【文檔編號】E21D1/14GK203655297SQ201320488688
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月9日
【發(fā)明者】逯心杰, 桂宏, 檀魯新, 杜慶軍, 王然芳, 劉華玲, 孫佳燕, 李連華, 林艷杰, 張健, 王朝詠, 張燦燦, 仲園園 申請人:兗礦新陸建設(shè)發(fā)展有限公司