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一种矿井高压大流量突水封堵方法

阅读：440发布：2023-02-27

专利汇可以提供一种矿井高压大流量突水封堵方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种矿井高压大流量突水封堵方法，该方法包括收集资料、分析水源通道和出水口的位置和形态，针对出水水源、通道、出水口完全明确和不明确突水灾害的两种情况进行不同的封堵方法，其提供了两种典型工况的矿井高压大流量通道的封堵方法，可用于矿井通道的快速封堵，原理简单，操作安全，节省矿井突水灾害处理的时间及费用，避免矿井被淹或施工大体量的止水墙。，下面是一种矿井高压大流量突水封堵方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种矿井高压大流量突水封堵方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1、收集矿井、出水口位置水文地质和工程地质相关资料，收集出水口位置巷道、硐室掘进以及工作面开采资料；
S2、分析矿井突水灾害的水源、水突涌流动的通道、出水口的位置和形态；
S3、针对出水水源、通道、出水口完全明确的突水灾害，高压大流量通道封堵治理方案主要包括：
a、施工疏导孔进行水源、通道水疏导；
b、进行通道注浆封堵；
c、注浆封堵疏导孔；
S4、当采用物探补充探测的情况下，部分突水灾害中具体通道的孔间展布位置仍无法确定时，其通道封堵治理方法主要包括以下步骤：
a、根据大致的通道的方向展布，先在出水口附近巷道或硐室直接向出水水源层位施工若干疏导孔；施工疏导孔的过程中，同时采用缠绕棉纱、麻丝的木楔塞出水口，当木楔不被冲出时，则说明疏导孔施工数量已足；拔出木楔，对出水口进行修整，使其呈相对规整的圆形；
b、从出水口向内塞入高压胶管注浆管路，塞入深度不小于3m，然后采用缠绕棉纱、麻丝的圆形木楔塞出水口；通过注浆管路，向通道中注入水泥单液浆，当疏导孔出现返浆时，则换注双液浆，当疏导孔有块状双液浆絮凝体返出时或注浆压力达到预计出水水源压力的
1.2倍时，则停止注浆；
c、待浆液凝固48h后，逐个对疏导孔进行注浆封孔。
2.如权利要求1所述的一种矿井高压大流量突水封堵方法，其特征在于，步骤S3中a步骤的实施方法为：在出水口附近巷道或硐室分别向与通道靠近的水源位置及通道的上游段施工若干疏导孔，疏导孔安装孔口管并设阀门，疏导孔在通道上游段相对均匀的布置，疏导孔进入通道后，疏导孔呈现出水现象，疏导孔起到疏导作用，出水口水量减小；
根据施工的进程判断增加疏导孔的数量，首先施工位于水源点的疏导孔，再依次施工与水源点距离较远的疏导孔，直到出水口出水现象自然消失或采用缠绕棉纱、麻丝的木楔塞住出水口而不被冲出时，则判断疏导孔施工的数量已足，停止疏导孔的施工，施工后疏导孔孔口阀门处于敞开状态，对出水口进行修整，使其呈相对规整的圆形。
3.如权利要求1所述的一种矿井高压大流量突水封堵方法，其特征在于，步骤S3中b步骤的实施方法为：在出水口附近巷道或硐室向通道的下游靠近出水口段施工若干注浆孔，注浆孔安装孔口管并设阀门，注浆孔在通道下游段相对均匀的布置；注浆孔施工完成后，若出水口自然有出水现象，则采用缠绕棉纱、麻丝的原型木楔塞住，若出水口自然不出水，则不用处理；处理完成当通道下游段水处于静水状态，对注浆孔进行注浆，注入双液浆，先灌注靠近出水口位置的注浆孔，然后依次灌注远离出水口位置的注浆孔；当发现疏导孔返浆时，则停止注浆，此时双浆液已经对通道的下游段进行了充填封堵。
4.如权利要求1所述的一种矿井高压大流量突水封堵方法，其特征在于，步骤S3中c步骤的实施方法为:待浆液充分固化至少48h后，从距离水源最远的疏导孔开始逐个进行闭孔注入双液浆，注浆时当其他未注浆疏导孔出现返浆时，则停止注浆，然后关闭返浆的疏导孔，并注入双液浆，观察返浆孔，再闭孔注浆，直至完成所有上游疏导孔的注浆工作，实现通道被双液浆完全封堵。
5.如权利要求1所述的一种矿井高压大流量突水封堵方法，其特征在于，水：步骤S4中b步骤中的双液浆为水泥-水玻璃双浆液，其包括水、水泥、水玻璃，三者质量比为0.6：1：0.2。

说明书全文

一种矿井高压大流量突水封堵方法

技术领域

[0001] 本发明涉及煤矿矿井安全领域，具体涉及一种矿井高压大流量突水封堵方法。

背景技术

[0002] 突水灾害是矿井五大灾害之一。突水灾害具有突发性，其水量一般较大，部分突水灾害水压较高，此类灾害危险性大，处理不当常常造成淹井、人员伤亡事故。

[0003] 矿井在采掘过程中一旦发生突水灾害，如何快速对出水口进行封堵，对于此类灾害治理至关重要。目前针对矿井高压大流量突水灾害治理主要有两种方式，一是水害不可控直接造成淹井事故时，待水位稳定后，这时出水口处于静水状态，从地面向突水点位置施工钻孔，通过注浆对出水水源或通道进行封堵；二是当井下储水能力及井下排水能力充足时，针对较大流量的突水，常对出水口位置水外流的巷道施工止水墙，止水墙上先预埋排水管，待止水墙施工完成且有一定的强度后，关闭排水管上，这是出水由动水变为静水状态，再通过向通道或水源头施工钻孔进行注浆，封堵水点。水点被有效封堵后，再恢复出水口位置的巷道即可。第一种治理方式对矿井的损害最大，矿井中的设备在水淹的环境下，可能损坏甚至报废，矿井巷道围岩在水淹环境下可能出现软化，稳定性大幅降低；第二种治理方式，施工的工程量较大，针对高水压的工况，往往需要施工较厚的止水墙，施工的周期长。

发明内容

[0004] 针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种矿井高压大流量突水封堵方法，可用于矿井通道的快速封堵，原理简单，操作安全，避免矿井被淹或施工大体量的止水墙。

[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

[0006] 本发明提供一种矿井高压大流量突水封堵方法，具体包括以下步骤：

[0007] S1、收集矿井、出水口位置水文地质和工程地质相关资料，收集出水口位置巷道、硐室掘进以及工作面开采资料；

[0008] S2、分析矿井突水灾害的水源、水突涌流动的通道、出水口的位置和形态；

[0009] S3、针对出水水源、通道、出水口完全明确的突水灾害，高压大流量通道封堵治理方案主要包括：

[0010] a、施工疏导孔进行水源、通道水疏导；

[0011] b、进行通道注浆封堵；

[0012] c、注浆封堵疏导孔；

[0013] S4、当采用物探补充探测的情况下，部分突水灾害中具体通道的孔间展布位置仍无法确定时，其通道封堵治理方法主要包括以下步骤：

[0014] a、根据大致的通道的方向展布，先在出水口附近巷道或硐室直接向出水水源层位施工若干疏导孔；施工疏导孔的过程中，同时尝试采用缠绕棉纱、麻丝的木楔塞出水口，当木楔不被冲出时，则说明疏导孔施工数量已足；拔出木楔，对出水口进行修整，使其呈相对规整的圆形；

[0015] b、从出水口向内塞入高压胶管注浆管路，塞入深度不小于3m，然后采用缠绕棉纱、麻丝的圆形木楔塞出水口；通过注浆管路，向通道中注入水泥单液浆，当疏导孔出现返浆时，则换注双液浆，当疏导孔有块状双液浆絮凝体返出时或注浆压力达到预计出水水源压力的1.2倍时，则停止注浆；

[0016] c、待浆液凝固48h后，逐个对疏导孔进行注浆封孔。

[0017] 优选地，步骤S3中a步骤的实施方法为：在出水口附近巷道或硐室向与通道靠近的水源位置及通道的上游段施工若干疏导孔，疏导孔安装孔口管并设阀门，疏导孔在通道上游段相对均匀的布置，疏导孔进入通道后，疏导孔呈现出水现象，疏导孔起到疏导作用，出水口水量减小；

[0018] 根据施工的进程判断增加疏导孔的数量，首先施工位于水源点的疏导孔，再依次施工与水源点距离较远的疏导孔，直到出水口出水现象自然消失或采用缠绕棉纱、麻丝的木楔塞住出水口而不被冲出时，则判断疏导孔施工的数量已足，停止疏导孔的施工，施工后疏导孔孔口阀门处于敞开状态，对出水口进行修整，使其呈相对规整的圆形。

[0019] 优选地，步骤S3中b步骤的实施方法为：在出水口附近巷道或硐室向通道的下游靠近出水口段施工若干注浆孔，注浆孔安装孔口管并设阀门，注浆孔在通道下游段相对均匀的布置；注浆孔施工完成后，若出水口自然有出水现象，则采用缠绕棉纱、麻丝的原型木楔塞住，若出水口自然不出水，则不用处理；处理完成当通道下游段水处于静水状态，对注浆孔进行注浆，注入双液浆，先灌注靠近出水口位置的注浆孔，然后依次灌注远离出水口位置的注浆孔；当发现疏导孔返浆时，则停止注浆，此时双浆液已经对通道的下游段进行了充填封堵。

[0020] 优选地，步骤S3中c步骤的实施方法为：待浆液充分固化至少48h后，从距离水源最远的疏导孔开始逐个进行闭孔注入双液浆，注浆时当其他未注浆疏导孔出现返浆时，则停止注浆，然后关闭返浆的疏导孔，并注入双液浆，观察返浆孔，再闭孔注浆，直至完成所有上游疏导孔的注浆工作，实现通道被双液浆完全封堵。

[0021] 优选地，步骤S4中b步骤中的双液浆为水泥-水玻璃双浆液，其包括水、水泥、水玻璃，三者质量比为0.6：1：0.2。

[0022] 本发明的有益效果在于：此方法提供了两种典型工况的矿井高压大流量通道的封堵方法，可用于矿井通道的快速封堵，原理简单，操作安全，节省矿井突水灾害处理的时间及费用，避免矿井被淹或施工大体量的止水墙。附图说明

[0023] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0024] 图1为本发明实施例提供的步骤S3中出水口与通道示意图；

[0025] 图2为本发明实施例提供的步骤S3中疏导孔与通道示意图；

[0026] 图3为本发明实施例提供的步骤S3中注浆封堵疏导孔示意图；

[0027] 图4为本发明实施例提供的步骤S4中出水口与通道示意图；

[0028] 图5为本发明实施例提供的步骤S4中疏导孔与通道示意图；

[0029] 图6为本发明实施例提供的步骤S4中C步骤完工示意图

[0030] 附图标记说明：

[0031] 1、出水口；2、通道，3、疏导孔，4、注浆孔，5、双液浆，6、木楔。

具体实施方式

[0032] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0033] 如图1至图6所示，一种矿井高压大流量突水封堵方法，

[0034] S1、收集矿井、出水口1位置水文地质和工程地质相关资料，收集出水口位置巷道、硐室掘进以及工作面开采资料；

[0035] S2、分析矿井突水灾害的水源、水突涌流动的通道2、出水口1的位置和形态；

[0036] S3、针对出水水源、通道2、出水口1完全明确的突水灾害，高压大流量通道2封堵治理方案主要包括：

[0037] a、施工疏导孔进行水源、通道水疏导；在出水口1附近巷道或硐室向与通道2靠近的水源位置及通道2的上游段施工若干疏导孔3，疏导孔安装孔口管并设阀门，疏导孔在通道3上游段相对均匀的布置，疏导孔进入通道3后，疏导孔呈现出水现象，疏导孔起到疏导作用，出水口水量减小；

[0038] 根据施工的进程判断增加疏导孔的数量，首先施工位于水源点的疏导孔3，再依次施工与水源点距离较远的疏导孔，直到出水口出水现象自然消失或采用缠绕棉纱、麻丝的木楔6塞住出水口而不被冲出时，则判断疏导孔3施工的数量已足，停止疏导孔3的施工，施工后疏导孔孔口阀门处于敞开状态，对出水口1进行修整，使其呈相对规整的圆形；

[0039] b、进行通道注浆封堵；步骤S3中b步骤的实施方法为：在出水口1附近巷道或硐室向通道2的下游靠近出水口1段施工若干注浆孔4，注浆孔4安装孔口管并设阀门，注浆孔4在通道2下游段相对均匀的布置；注浆孔4施工完成后，若出水口1自然有出水现象，则采用缠绕棉纱、麻丝的圆型木楔6塞住，若出水口1自然不出水，则不用处理；处理完成当通道2下游段水处于静水状态，对注浆孔4进行注浆，注入双液浆5，先灌注靠近出水口1位置的注浆孔4，然后依次灌注远离出水口1位置的注浆孔4；当发现疏导孔3返浆时，则停止注浆，此时双浆液5已经对通道2的下游段进行了充填封堵；

[0040] c、注浆封堵疏导孔；待浆液充分固化至少48h后，从距离水源最远的疏导孔3开始逐个进行闭孔注入双液浆5，注浆时当其他未注浆疏导孔3出现返浆时，则停止注浆，然后关闭返浆的疏导孔3，并注入双液浆5，观察返浆孔，再闭孔注浆，直至完成所有上游疏导孔的注浆工作，实现通道2被双液浆完全封堵；

[0041] S4、当采用物探补充探测的情况下，部分突水灾害中具体通道的空间展布位置仍无法确定时，其通道封堵治理方法主要包括以下步骤：

[0042] a、根据大致的通道的方向展布，先在出水口1附近巷道或硐室直接向出水水源层位施工若干疏导孔3；施工疏导孔3的过程中，同时尝试采用缠绕棉纱、麻丝的木楔6塞出水口，当木楔6不被冲出时，则说明疏导孔3施工数量已足；拔出木楔6，对出水口1进行修整，使其呈相对规整的圆形；

[0043] b、从出水口1向内塞入高压胶管注浆管路，塞入深度不小于3m，然后采用缠绕棉纱、麻丝的圆形木楔6塞出水口；通过注浆管路，向通道中注入水泥单液浆，当疏导孔3出现返浆时，则换注双液浆5当疏导孔3有块状双液浆絮凝体返出时或注浆压力达到预计出水水源压力的1.2倍时，则停止注浆；

[0044] c、待浆液凝固48h后，逐个对疏导孔3进行注浆封孔。

[0045] 步骤S4中b步骤中的双液浆5为水泥-水玻璃双浆液，其包括水、水泥、水玻璃、三者质量比为0.6：1：0.2。

[0046] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

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