一种围岩下行钻孔裂隙水抽吸系统 |
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| 申请号 | CN201710520661.0 | 申请日 | 2017-06-30 | 公开(公告)号 | CN107165672A | 公开(公告)日 | 2017-09-15 |
| 申请人 | 徐州市耐力高分子科技有限公司; | 发明人 | 索可歆; 周鹏; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种围岩下行钻孔裂隙 水 抽吸系统，包括抽水管、管端密封环、螺旋环形引流虹吸管、伺服水 泵 、引流水槽和电控装置；细管状结构的抽水管的管体上间隔套装有与下行钻孔外径尺寸配合的多个内设有膨胀剂的 橡胶 阻水环，位于相邻两个橡胶阻水环之间的抽水管管体上设有与管体内腔连通的抽水孔，位于相邻两个橡胶阻水环之间的抽水管管体内腔上、位于抽水孔上方或下方的 位置 还设有单向隔水瓣膜；横置设置的螺旋环形引流虹吸管的入水端与抽水管的顶端密闭连接、出水端与所述的伺服水泵的输入端密闭连接。本围岩下行钻孔裂隙水抽吸系统结构简单，可实现阻止软岩支护系统水化失效、确保有裂隙水条件下软岩支护系统的可靠性、安全性和长久性。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种围岩下行钻孔裂隙水抽吸系统，包括抽水管(1)、管端密封环(2)、伺服水泵(4)、引流水槽和电控装置；所述的管端密封环(2)的外径尺寸与下行钻孔外径尺寸配合，管端密封环(2)套接安装在抽水管(1)的顶端、并与下行钻孔的孔口密封连接；所述的电控装置与伺服水泵(4)电连接；其特征在于，本围岩下行钻孔裂隙水抽吸系统还包括螺旋环形引流虹吸管(3)； |
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| 说明书全文 | 一种围岩下行钻孔裂隙水抽吸系统技术领域[0001] 本发明涉及一种钻孔裂隙水抽吸系统，具体是一种适用于矿山、隧道、地下工程中裂隙发育围岩、软岩围岩及渗水围岩的围岩下行钻孔裂隙水抽吸系统，属于围岩裂隙水抽排技术领域。 背景技术[0002] 矿山、隧道、地下工程在进行围岩钻孔锚固过程中为便于防尘钻孔通常采用湿式钻孔的方式，而且经常会遇到裂隙发育围岩、软弱围岩及渗水围岩，围岩内含有明显软弱夹层、泥化夹层、各类结构面，以及各类复合结构，其中，含泥岩夹层软岩围岩具有强膨胀性和风化性的特点，对于地质复杂的突出煤层或围岩，由于采用湿式打孔及存在裂隙水，造成钻孔内会存留积水，特别针对下行钻孔，在水和动压的共同作用时，泥岩遇水后极易泥化，常伴随围岩渗水、潮湿质软、巷道易产生变形。 [0003] 此类围岩采取锚固支护方式时，锚杆打设困难且难以形成有效的锚固力，同时，一般采取支护措施以后，渗水条件下仍旧会出现底鼓、巷道底板开裂、巷道变形、断面变小等现象，影响巷道使用和煤矿井下安全生产，现有技术中通常采用抽水泵直接抽水的方式进行裂隙水的排放，但由于裂隙水分布不均匀、水力联系不好、介质的渗透性具有不均一性与各向异性，因此抽水泵直接抽水的方式不易将裂隙水完全排放干净，通常是一次排放间隔时间后又产生裂隙水。 发明内容[0004] 针对上述问题，本发明提供一种围岩下行钻孔裂隙水抽吸系统，结构简单、成本低、抽水效果好，可实现阻止软岩支护系统水化失效、确保有裂隙水条件下软岩支护系统的可靠性、安全性和长久性，特别适用于矿山、隧道、地下工程中裂隙发育围岩、软岩围岩及渗水围岩的围岩下行钻孔的裂隙水排放。 [0005] 为实现上述目的，本围岩下行钻孔裂隙水抽吸系统包括抽水管、管端密封环、螺旋环形引流虹吸管、伺服水泵、引流水槽和电控装置； [0006] 所述的抽水管是细管状结构、细管状结构底端自下行钻孔的孔口穿入并伸入至孔底部，抽水管的管体上间隔套装有与下行钻孔外径尺寸配合的多个橡胶阻水环，橡胶阻水环内设有膨胀剂，位于相邻两个橡胶阻水环之间的抽水管管体上设有与管体内腔连通的抽水孔，抽水孔沿管体径向方向设置；位于相邻两个橡胶阻水环之间的抽水管管体内腔上、位于抽水孔上方或下方的位置还设有单向隔水瓣膜，单向隔水瓣膜允许抽水管管体内腔内的水自单向隔水瓣膜下方进入单向隔水瓣膜上方、阻断抽水管管体内腔内的水自单向隔水瓣膜上方进入单向隔水瓣膜下方； [0007] 所述的管端密封环的外径尺寸与下行钻孔外径尺寸配合，管端密封环套接安装在抽水管的顶端、并与下行钻孔的孔口密封连接； [0008] 所述的螺旋环形引流虹吸管横置设置，螺旋环形引流虹吸管的入水端与抽水管的顶端密闭连接、出水端与所述的伺服水泵的输入端密闭连接，伺服水泵的输出端通过管路与引流水槽连接； [0009] 所述的电控装置与伺服水泵电连接。 [0010] 作为本发明的进一步改进方案，所述的螺旋环形引流虹吸管入水端位置的螺旋直径尺寸大于出水端位置的螺旋直径尺寸。 [0011] 作为本发明的进一步改进方案，所述的抽水孔通过软管与重锤抽吸头连接，重锤抽洗头上设有与软管连通的抽吸孔。 [0012] 作为本发明的进一步改进方案，所述的伺服水泵是稳压自调节泵。 [0013] 作为本发明的进一步改进方案，所述的每相邻两个橡胶阻水环之间的抽水管上的抽水孔设置在靠近下部橡胶阻水环的位置、且仅设置一个抽水孔。 [0014] 作为本发明的进一步改进方案，所述的抽水管是分段安装结构，且各分段之间通过快速连接结构连接。 [0015] 与现有技术相比，本围岩下行钻孔裂隙水抽吸系统由于设有细管状结构的抽水管和与抽水管密闭连通连接的螺旋环形引流虹吸管，因此可通过连通器原理和密封流体虹吸原理对下行钻孔内的裂隙积水进行有效抽吸；由于在抽水管的管体上间隔套装有与下行钻孔外径尺寸配合的、内设有膨胀剂的多个橡胶阻水环，因此抽吸过程中内含膨胀剂的橡胶阻水环吸水膨胀对抽水管进行有效支撑、并可根据岩层渗水情况对下行钻孔内的积水进行有效阻隔，防止不同岩层的积水沿孔表面流出并流至孔底处使下部岩层长时间积水浸泡、膨胀、开裂；由于在位于相邻两个橡胶阻水环之间的抽水管管体内腔上、位于抽水孔上方或下方的位置还设有单向隔水瓣膜，因此可防止位于其上方的抽水管管体内腔内的收集积水自单向隔水瓣膜上方流至下方的孔底处，进而进一步实现避免下部岩层长时间积水浸泡、膨胀、开裂；本围岩下行钻孔裂隙水抽吸系统结构简单、成本低、抽水效果好，可实现阻止软岩支护系统水化失效、确保有裂隙水条件下软岩支护系统的可靠性、安全性和长久性，特别适用于矿山、隧道、地下工程中裂隙发育围岩、软岩围岩及渗水围岩的围岩下行钻孔的裂隙水排放。附图说明 [0016] 图1是本发明的结构示意图； [0017] 图2是图1的I向局部放大视图。 [0018] 图中：1、抽水管，11、橡胶阻水环，12、抽水孔，13、单向隔水瓣膜，2、管端密封环，3、螺旋环形引流虹吸管，4、伺服水泵。 具体实施方式[0019] 下面结合附图对本发明做进一步说明。 [0020] 如图1所示，本围岩下行钻孔裂隙水抽吸系统包括抽水管1、管端密封环2、螺旋环形引流虹吸管3、伺服水泵4、引流水槽和电控装置。 [0021] 所述的抽水管1是细管状结构、细管状结构底端自下行钻孔的孔口穿入并伸入至孔底部，抽水管1的管体上间隔套装有与下行钻孔外径尺寸配合的多个橡胶阻水环11，橡胶阻水环11内设有膨胀剂，如图2所示，位于相邻两个橡胶阻水环11之间的抽水管1管体上设有与管体内腔连通的抽水孔12，抽水孔12沿管体径向方向设置；位于相邻两个橡胶阻水环11之间的抽水管1管体内腔上、位于抽水孔12上方或下方的位置还设有单向隔水瓣膜13，单向隔水瓣膜13允许抽水管1管体内腔内的水自单向隔水瓣膜13下方进入单向隔水瓣膜13上方、阻断抽水管1管体内腔内的水自单向隔水瓣膜13上方进入单向隔水瓣膜13下方。 [0022] 所述的管端密封环2的外径尺寸与下行钻孔外径尺寸配合，管端密封环2套接安装在抽水管1的顶端、并与下行钻孔的孔口密封连接。 [0023] 所述的螺旋环形引流虹吸管3横置设置，螺旋环形引流虹吸管3的入水端与抽水管1的顶端密闭连接、出水端与所述的伺服水泵4的输入端密闭连接，伺服水泵4的输出端通过管路与引流水槽连接。 [0024] 所述的电控装置与伺服水泵4电连接。 [0025] 本围岩下行钻孔裂隙水抽吸系统在煤矿井下使用时，开启伺服水泵4即可通过连通器原理和密封流体虹吸原理对下行钻孔内的裂隙积水进行有效抽吸；抽吸过程中内含膨胀剂的橡胶阻水环11吸水膨胀对抽水管1进行有效支撑、并可根据岩层渗水情况对下行钻孔内的积水进行有效阻隔，防止不同岩层的积水沿孔表面流出并流至孔底处使下部岩层长时间积水浸泡、膨胀、开裂，同时，管端密封环2可以防止空气进入下行钻孔中、实现防止风化岩层的作用；横置的螺旋环形引流虹吸管3可以有效控制水量、并进一步防止空气进入下行钻孔风化岩层；单向隔水瓣膜13可防止位于其上方的抽水管1管体内腔内的收集积水自单向隔水瓣膜13上方流至下方的孔底处，进而进一步实现避免下部岩层长时间积水浸泡、膨胀、开裂。 [0026] 为了实现更好的连通器虹吸效果，作为本发明的进一步改进方案，所述的螺旋环形引流虹吸管3入水端位置的螺旋直径尺寸大于出水端位置的螺旋直径尺寸。 [0027] 为了实现更好的抽吸效果、防止倾斜的下行钻孔造成抽水管1无法对积水液面进行抽吸，作为本发明的进一步改进方案，如图2所示，所述的抽水孔12通过软管与重锤抽吸头连接，重锤抽洗头上设有与软管连通的抽吸孔，重锤抽洗头可以没入积水液面一下以实现有效抽吸。 [0028] 为了实现节能效果、避免伺服水泵4一直长时间工作，作为本发明的进一步改进方案，所述的伺服水泵4是稳压自调节泵，稳压自调节泵能根据抽水管1内的水压自动调节开关启闭，进而形成高效节能的抽水循环。 [0029] 为了保证每相邻两个橡胶阻水环11之间的抽水管1的有效虹吸，作为本发明的进一步改进方案，所述的每相邻两个橡胶阻水环11之间的抽水管1上的抽水孔12设置在靠近下部橡胶阻水环11的位置、且仅设置一个抽水孔12。 [0030] 为了便于安装抽水管1，作为本发明的进一步改进方案，所述的抽水管1是分段安装结构，且各分段之间通过快速连接结构连接。 [0031] 本围岩下行钻孔裂隙水抽吸系统由于设有细管状结构的抽水管1和与抽水管1密闭连通连接的螺旋环形引流虹吸管3，因此可通过连通器原理和密封流体虹吸原理对下行钻孔内的裂隙积水进行有效抽吸；由于在抽水管1的管体上间隔套装有与下行钻孔外径尺寸配合的、内设有膨胀剂的多个橡胶阻水环11，因此抽吸过程中内含膨胀剂的橡胶阻水环11吸水膨胀对抽水管1进行有效支撑、并可根据岩层渗水情况对下行钻孔内的积水进行有效阻隔，防止不同岩层的积水沿孔表面流出并流至孔底处使下部岩层长时间积水浸泡、膨胀、开裂；由于在位于相邻两个橡胶阻水环11之间的抽水管1管体内腔上、位于抽水孔12上方或下方的位置还设有单向隔水瓣膜13，因此可防止位于其上方的抽水管1管体内腔内的收集积水自单向隔水瓣膜13上方流至下方的孔底处，进而进一步实现避免下部岩层长时间积水浸泡、膨胀、开裂；本围岩下行钻孔裂隙水抽吸系统结构简单、成本低、抽水效果好，可实现阻止软岩支护系统水化失效、确保有裂隙水条件下软岩支护系统的可靠性、安全性和长久性，特别适用于矿山、隧道、地下工程中裂隙发育围岩、软岩围岩及渗水围岩的围岩下行钻孔的裂隙水排放。 |
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