邻近既有井筒条件下新建煤矿深立井地面预注浆监控系统技术方案

技术编号:15300682 阅读:77 留言:0更新日期:2017-05-12 03:31
本发明专利技术提供一种邻近既有井筒条件下新建深立井地面预注浆监控系统,包括:注浆压力控制系统设置在新建深立井外围的地面预注浆泵站内,用于监控注浆压力的变化值;水位自动监控系统设置在新建深立井与邻近既有井筒之间的观测孔内,用于监控观测孔内的水位变化值;井壁卸压系统设置在既有井筒的井壁上;当扩散传递至既有井筒井壁上的浆液压力超过该既有井筒井壁上的设计外荷载值时,井壁卸压系统将自动卸压,用于防止既有井筒井壁遭遇破坏。本发明专利技术采用三重监控系统的保护,使邻近既有井筒条件下新建煤矿深立井地面预注浆监控系统更加安全、科学和合理,能有效防止注浆的高压浆液击破邻近的既有井筒,确保既有井筒安全运营。

Ground pre Grouting Monitoring System for deep shaft of new coal mine adjacent to existing shaft

The present invention provides a new shaft adjacent to the existing conditions of deep shaft surface pre grouting monitoring system, including: grouting pressure control system is arranged in the new deep vertical peripheral surface pre injection pump station, used to monitor the change of the grouting pressure value; system set up in the new and existing adjacent deep shaft shaft between the observation hole automatic monitoring for water level, water level monitoring and observation hole change value; borehole pressure relief system is arranged in the wall of both the wellbore; when the diffusion transfer to both the shaft lining and the grout pressure exceeds the existing design loads on the shaft lining when the value of the borehole pressure relief system will automatically release the pressure, to prevent both the shaft lining and suffered damage. The invention adopts three heavy protection monitoring system, the existing adjacent wellbore under the condition of new coal mine deep shaft surface pre grouting monitoring system more safe, scientific and reasonable, high pressure grouting slurry can effectively prevent the break nearby existing wellbore, ensure the safe operation of existing wellbore.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种预注浆监控系统,具体涉及一种邻近既有井筒条件下新建煤矿深立井地面预注浆监控系统
技术介绍
近年来,随着生产煤矿浅部资源逐步枯竭,为了确保矿井的可持续发展,多数矿井迫切需要实施安全改扩建和深部水平延伸工程,如在工业广场内新建深立井井筒工程日益增多。由于工业广场内已有主井、副井和风井等多个井筒,在此情况下新建深立井将邻近既有井筒,一般新建深立井与既有井筒之间相距50~150m左右。在煤矿新深立井建设中,采用地面预注浆技术可以在井筒周围形成注浆防水帷幕,从而大幅度降低井筒施工过程中的涌水量、改善凿井条件和加快施工速度。由于在工业广场内新建深立井的井筒深,含水层的水压大,进行地面预注浆时注浆压力将很高,在如此大的注浆压力作用下,注浆浆液将沿着地层裂缝运移很远,当注浆浆液遇到邻近既有井筒时,高压浆液将打破既有井筒的井壁,严重破坏既有井筒,对矿井的安全生产造成严重威胁。现如今在国内,已有多个矿井事故均由在工业广场内新建井筒时进行地面预注浆而打坏邻近既有井筒从而引发的。综上,邻近既有井筒条件下新建煤矿深立井进行地面预注浆时,必须要采用科学、合理的监控系统,防止注浆的高压浆液击破邻近的原有井筒,确保既有井筒安全运营。因此,开展邻近既有井筒条件下新建煤矿深立井地面预注浆监控系统研究具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种邻近既有井筒条件下新建煤矿深立井地面预注浆监控系统,以至少解决目前邻近既有井筒条件下新建煤矿深立井进行地面预注浆时,注入的高压浆液击破邻近的既有井筒,对既有井筒造成严重的安全事故的问题。为了实现上述目的,本专利技术提供如下技术方案:一种邻近既有井筒条件下新建深立井地面预注浆监控系统,所述预注浆监控系统包括:注浆压力控制系统,所述注浆压力控制系统设置在所述新建深立井外围的地面预注浆泵站内,用于监控注浆压力的变化值;水位自动监控系统,所述水位自动监控系统设置在所述新建深立井与邻近既有井筒之间的观测孔内,用于监控注浆浆液引起的所述观测孔内的水位变化值;井壁卸压系统,所述井壁卸压系统设置在所述既有井筒的井壁上;当扩散传递至所述既有井筒井壁上的浆液压力超过该既有井筒井壁上的设计外荷载值时,所述井壁卸压系统将自动卸压,用于防止所述既有井筒井壁遭遇破坏。在如上所述的邻近既有井筒条件下新建深立井地面预注浆监控系统,优选,所述注浆压力控制系统包括:注浆管路,用于将所述地面预注浆泵站内的注浆浆液输送至多个注浆孔内;在所述注浆管路上设有高压四通阀,所述高压四通阀的第一连接口和第二连接口均连接在所述注浆管路上,且所述第一连接口通过高压注浆软管与注浆泵连接、所述第二连接口通过高压注浆软管与注浆管接口连接。在如上所述的邻近既有井筒条件下新建深立井地面预注浆监控系统,优选,所述高压四通阀的第三连接口上安装有压力传感器,所述高压四通阀的第四连接口上安装有卸压阀;且所述压力传感器和所述注浆泵均通过信号传输线与计算机连接,由所述计算机接收所述压力传感器发送的信号、控制所述注浆泵是否工作及控制所述卸压阀的启闭。在如上所述的邻近既有井筒条件下新建深立井地面预注浆监控系统,优选,多个所述注浆孔呈圆周排列围绕在所述新建深立井的外围。在如上所述的邻近既有井筒条件下新建深立井地面预注浆监控系统,优选,所述观测孔设置在所述新建深立井与邻近既有井筒之间的中间位置处。在如上所述的邻近既有井筒条件下新建深立井地面预注浆监控系统,优选,所述水位自动监控系统为水位自动监控仪,用于监控注浆浆液引起的所述观测孔内的水位变化情况;所述水位自动监控仪发出的水位变化信号传输至计算机上,由所述计算机接收水位变化信号后,向注浆泵发出是否停止注浆的指令。在如上所述的邻近既有井筒条件下新建深立井地面预注浆监控系统,优选,在正对应所述新建深立井的邻近既有井筒的井壁上设置卸压孔,将所述井壁卸压系统通过所述卸压孔安装在所述既有井筒的井壁的内侧,所述既有井筒的井壁的外侧为含水层。在如上所述的邻近既有井筒条件下新建深立井地面预注浆监控系统,优选,所述井壁卸压系统包括:高压三通阀,所述高压三通阀的第一连接口连接卸压钢管,所述卸压钢管穿过所述既有井筒的井壁与所述卸压孔连接;高压球阀,所述高压球阀与所述高压三通阀的第二连接口连接;自动卸压阀,所述自动卸压阀与所述高压三通阀的第三连接口连接。在如上所述的邻近既有井筒条件下新建深立井地面预注浆监控系统,优选,在所述卸压钢管上还设置有加固钢板,且所述加固钢板固定在所述既有井筒的井壁内侧上。在如上所述的邻近既有井筒条件下新建深立井地面预注浆监控系统,优选,在所述卸压钢管上还设置有垫圈,所述垫圈位于所述加固钢板和所述既有井筒的井壁之间;且所述加固钢板由固定短锚杆固定在所述既有井筒的井壁上,用于防止所述卸压钢管被高压浆液或高压水顶出。与最接近的现有技术相比,本专利技术提供的技术方案具有如下优异效果:本专利技术采用注浆压力控制系统、水位自动监控系统和井壁卸压系统的三重监控系统的保护,使本专利技术在邻近既有井筒条件下新建煤矿深立井地面预注浆监控系统更加安全、科学和合理,能有效防止注浆的高压浆液击破邻近的既有井筒,确保既有井筒安全运营。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解,本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术,并不构成对本专利技术的不当限定。其中:图1为本专利技术实施例的注浆压力控制系统示意图;图2为本专利技术实施例的新建深立井与既有井筒之间设置水位自动监控系统示意图;图3为本专利技术实施例的既有井筒的井壁卸压系统示意图;附图标记说明:1-注浆压力控制系统;11-注浆泵;12-信号传输线;13-计算机;14-高压注浆软管;15-高压四通阀;16-卸压阀;17-压力传感器;18-注浆管接口;2-水位自动监控系统;21-注浆孔;22-新建深立井;23-既有风井筒;24-观测孔;25-既有主井筒;26-既有副井筒;3-井壁卸压系统;31-含水层;32-既有井筒的井壁;33-卸压孔;34-卸压钢管;35-固定短锚杆;36-垫圈;37-加固钢板;38-高压三通阀;39-自动卸压阀;310-高压球阀。具体实施方式下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本专利技术的描述中,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本专利技术而不是要求本专利技术必须以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本专利技术的限制。本专利技术中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接;可以是直接相连,也可以通过中间部件间接相连,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。如图1至图3所示,根据本专利技术的实施例,提供了一种邻近既有井筒条件下新建煤矿深立井地面预注浆监控系统,预注浆监控系统由计算机13控制,预注浆监控系统包括:注浆压力控制系统1,注浆压力控制系统1设置在新建深立井22外围的地面预注浆泵站内,用于精确控制注浆压力的变化值;为了能观测注浆浆液的扩散情况、进一步控制注浆压力的变化情况,从而本文档来自技高网...
邻近既有井筒条件下新建煤矿深立井地面预注浆监控系统

【技术保护点】
一种邻近既有井筒条件下新建深立井地面预注浆监控系统,其特征在于,所述预注浆监控系统包括:注浆压力控制系统,所述注浆压力控制系统设置在所述新建深立井外围的地面预注浆泵站内,用于监控注浆压力的变化值;水位自动监控系统,所述水位自动监控系统设置在所述新建深立井与邻近既有井筒之间的观测孔内,用于监控所述观测孔内的水位变化值;井壁卸压系统,所述井壁卸压系统设置在所述既有井筒的井壁上;当扩散传递至所述既有井筒井壁上的浆液压力超过该既有井筒井壁上的设计外荷载值时,所述井壁卸压系统将自动卸压,用于防止所述既有井筒井壁遭遇破坏。

【技术特征摘要】
1.一种邻近既有井筒条件下新建深立井地面预注浆监控系统,其特征在于,所述预注浆监控系统包括:注浆压力控制系统,所述注浆压力控制系统设置在所述新建深立井外围的地面预注浆泵站内,用于监控注浆压力的变化值;水位自动监控系统,所述水位自动监控系统设置在所述新建深立井与邻近既有井筒之间的观测孔内,用于监控所述观测孔内的水位变化值;井壁卸压系统,所述井壁卸压系统设置在所述既有井筒的井壁上;当扩散传递至所述既有井筒井壁上的浆液压力超过该既有井筒井壁上的设计外荷载值时,所述井壁卸压系统将自动卸压,用于防止所述既有井筒井壁遭遇破坏。2.如权利要求1所述的邻近既有井筒条件下新建深立井地面预注浆监控系统,其特征在于,所述注浆压力控制系统包括:注浆管路,用于将所述地面预注浆泵站内的注浆浆液输送至多个注浆孔内;在所述注浆管路上设有高压四通阀,所述高压四通阀的第一连接口和第二连接口均连接在所述注浆管路上,且所述第一连接口通过高压注浆软管与注浆泵连接、所述第二连接口通过高压注浆软管与注浆管接口连接。3.如权利要求2所述的邻近既有井筒条件下新建深立井地面预注浆监控系统,其特征在于,所述高压四通阀的第三连接口上安装有压力传感器,所述高压四通阀的第四连接口上安装有卸压阀;且所述压力传感器和所述注浆泵均通过信号传输线与计算机连接,由所述计算机接收所述压力传感器发送的信号、控制所述注浆泵是否工作及控制所述卸压阀的启闭。4.如权利要求2所述的邻近既有井筒条件下新建深立井地面预注浆监控系统,其特征在于,多个所述注浆孔呈圆周排列围绕在所述新建深立井的外围。5.如权利要求1所述的邻近既有井筒条件下新...

【专利技术属性】
技术研发人员:姚直书程桦荣传新蔡海兵王晓健宋海清郑腾龙黎明镜
申请(专利权)人:安徽理工大学
类型:发明
国别省市:安徽;34

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