一种富水矿井顶板钻孔爆破预裂封孔结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种富水矿井顶板钻孔爆破预裂封孔结构，其包括钻孔、封孔器、注浆管、返浆管、注浆泵、水泥暂存箱、注水泵、排水管、水源、集水箱和排水阀；在钻孔的孔口内填充固定有封孔器，在封孔器与钻孔的孔壁之间固定插设有注浆管和返浆管；注浆管置于钻孔外的一端与注浆泵的出浆口连通；返浆管置于钻孔外的一端分别与注水泵的出水口和排水管的进水端连通。本实用新型专利技术的优点在于：本实用新型专利技术结构简单，易实现；提升了封孔效果，大幅避免了“冲孔”现象；避免了爆破引线殉爆，提高了爆破引线的传爆效果，保证了爆破性能，提高了爆破稳定性；节约了材料费用，降低劳动强度，提高了工作效率，同时改善了作业环境。同时改善了作业环境。同时改善了作业环境。

【技术实现步骤摘要】
一种富水矿井顶板钻孔爆破预裂封孔结构

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[0001]本技术涉及一种封孔结构，特别涉及一种富水矿井顶板钻孔爆破预裂封孔结构。

技术介绍
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[0002]陕蒙矿区含煤地层为侏罗系中统延安组，煤层上方30～50m处存在一层厚度不均匀的砂岩层，局部厚度达62～80m，岩层厚且完整、强度大、富水性较强，在采空区悬露较大面积而不垮落，坚硬顶板积蓄大量弹性能，易造成工作面强矿压、甚至布局发生冲击地压。采取超深钻孔(仰角60
°
、深120m)预裂爆破松动坚硬顶板，对关键层进行卸压综合治理，能够有效降低顶板围岩的来压强度，避免或减弱坚硬顶板突然来压造成的危害，提前释放顶板积聚的弹性能，防止冲击地压。
[0003]传统的顶板钻孔爆破预裂封孔实践中，主要采用水炮泥或固态粉状水泥药卷进行孔内全断面封孔。但是由于陕蒙深部矿区顶板砂岩赋水性好，预裂钻孔(厚硬顶板多为砂岩含水层)均有涌水，多数水量较大，而顶板爆破预裂采用正向装药，对封孔质量要求高。根据实际生产经验，传统的顶板深孔爆破封孔的方式主要存在以下缺点：1、封孔效果不理想，填塞所用的水炮泥等材料整体刚性小、与孔壁粘结力不足，特别在孔内用水浸泡时，抵抗爆破冲击力大幅降低，易引起爆破作业冲孔事故，破坏孔口附近完好的顶板；2、爆破稳定性差，顶板深孔爆破预裂封孔涌水条件下，传统封孔方式涌水在孔内积聚，等待封孔材料凝固期间水压增加易出现爆破引线殉爆，进而导致传爆效果减弱，影响爆破性能；3、施工工效低，传统的固态材料封孔，逐段投递循环工序多、消耗时间长、劳动强度大、工作效率低；4、作业环境差，即封孔作业需要长时间的进行登高装填药卷，人员长时间在孔口淋水环境中作业。

技术实现思路
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[0004]本技术的目的在于提供一种结构简单，提升了封孔效果，且提高了爆破稳定性的富水矿井顶板钻孔爆破预裂封孔结构。
[0005]本技术由如下技术方案实施：本专利的目的提供了一种富水矿井顶板钻孔爆破预裂封孔结构，其包括钻孔、封孔器、注浆管、返浆管、注浆泵、水泥暂存箱、注水泵、排水管、水源、集水箱和排水阀；在所述钻孔的孔口内填充固定有所述封孔器，在所述封孔器与所述钻孔的孔壁之间固定插设有所述注浆管和所述返浆管；所述注浆管置于所述钻孔外的一端与所述注浆泵的出浆口连通，所述注浆泵的进浆口与所述水泥暂存箱的出浆口连通；所述返浆管置于所述钻孔外的一端分别与所述注水泵的出水口和所述排水管的进水端连通；所述注水泵的进水口与所述水源连通；所述排水管的出水端与所述集水箱的进水口连通，在所述排水管上设置有排水阀。
[0006]进一步的，在所述钻孔内部插设有炸药筒，所述炸药筒的爆破引线的引爆端穿过所述封孔器与所述钻孔孔壁之间的间隙置于所述钻孔外侧；所述返浆管置于所述钻孔内的一端靠近所述炸药筒设置；所述注浆管置于所述钻孔内的一端远离所述炸药筒设置。
[0007]进一步的，其还包括搅拌器；在所述水泥暂存箱内设置有所述搅拌器，所述水源与所述水泥暂存箱的进水口连通。
[0008]进一步的，所述封孔器为速凝水泥袋或发泡剂。
[0009]本技术的优点：1、本技术结构简单，易实现；通过向钻孔中注入混合水泥浆，水泥浆在注浆泵压力的作用下向钻孔孔壁周边的裂隙扩散，有效封堵裂隙通道，提升了封孔效果，大幅避免了“冲孔”现象；2、采用注浆封孔，在钻孔内留设的返浆管后期可将钻孔内的涌水持续导出，控制钻孔内装设有炸药筒处的水压，避免了爆破引线殉爆，提高了爆破引线的传爆效果，保证了爆破性能，提高了爆破稳定性；3、利用注浆泵注浆替代人工填装水泥药卷封孔，同时利用集水箱收集从返浆管中流出的涌水，解决了封孔工艺繁琐和人员封孔淋水作业的问题，节约了材料费用，降低劳动强度，提高了工作效率，同时改善了作业环境。
附图说明：
[0010]为了更清楚地说明本技术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技术的一些实施例，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。
[0011]图1为本技术的整体结构示意图。
[0012]图2为图1中A
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A部分的剖面示意图。
[0013]钻孔1，封孔器2，注浆管3，返浆管4，注浆泵5，水泥暂存箱6，注水泵7，排水管8，水源9，集水箱10，排水阀11，搅拌器12，炸药筒13，爆破引线14。
具体实施方式：
[0014]如图1
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2所示，一种富水矿井顶板钻孔爆破预裂封孔结构，其包括钻孔1、封孔器2、注浆管3、返浆管4、注浆泵5、水泥暂存箱6、注水泵7、排水管8、水源9、集水箱10、排水阀11和搅拌器12；在钻孔1的孔口内填充固定有封孔器2，封孔器2为速凝水泥袋或发泡剂，在封孔器2与钻孔1的孔壁之间固定插设有注浆管3和返浆管4；注浆管3置于钻孔1外的一端与注浆泵5的出浆口连通，注浆泵5的进浆口与水泥暂存箱6的出浆口连通，在水泥暂存箱6内设置有搅拌器12；返浆管4置于钻孔1外的一端分别与注水泵7的出水口和排水管8的进水端连通；注水泵7的进水口与水源9连通；排水管8的出水端与集水箱10的进水口连通，在排水管8上设置有排水阀11，水源9与水泥暂存箱6的进水口连通。
[0015]在钻孔1内部插设有炸药筒13，炸药筒13的爆破引线14的引爆端穿过封孔器2与钻孔1孔壁之间的间隙置于钻孔1外侧；返浆管4置于钻孔1内的一端靠近炸药筒13设置；注浆管3置于钻孔1内的一端远离炸药筒13设置。
[0016]工作原理：将顶板钻孔1爆破预裂所需的专用的炸药筒13投入钻孔1内，将爆破引线14的引爆端从钻孔1孔口引出并固定在钻孔1孔壁上，钻孔1内不得留设富余线缆；接着将注浆管3和返浆管4插入钻孔1内，注浆管3和返浆管4位于钻孔1孔口处的部分固定在钻孔1孔壁上，将封孔器2插入到钻孔1的孔口内，用于封堵钻孔1的孔口，并固定爆破引线14、注浆管3和返浆管4，防止注浆时从钻孔1的孔口处漏浆；将速凝水泥、华千素、凝胶和水加入到水
泥暂存箱6中，在搅拌器12的作用下混合，形成混合水泥浆，静置凝固1小时左右，待水泥浆粘稠、温度低于30℃时，通过注浆泵5开始向钻孔1内注浆，缓慢将水泥浆从注浆管3向钻孔1内部压入，水泥浆在注浆泵5压力的作用下向钻孔1孔壁周边的裂隙扩散，有效封堵裂隙通道，提升了封孔效果，大幅避免了“冲孔”现象，钻孔1内的水会沿着返浆管4、排水管8流入到集水箱10中，当观察到排水管8的出水端出现水流出时，暂缓注浆；等待3
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5分钟时间让水泥浆初步沉降后，开始二次压注，待排水管8的出水端有水泥浆流出时停止注浆；此时关闭排水阀11，打开注水泵7，向返浆管4中注水，疏通返浆管4，使返浆管4和所述钻孔1内部连通，注入水一定时间后，停止注水泵7，打开排水阀11，钻孔1内的涌水沿着返浆管4，从排水管8的出水端排出到集水箱10中，确保钻孔1内装设有炸药筒13处的水压稳定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种富水矿井顶板钻孔爆破预裂封孔结构，其特征在于，其包括钻孔、封孔器、注浆管、返浆管、注浆泵、水泥暂存箱、注水泵、排水管、水源、集水箱和排水阀；在所述钻孔的孔口内填充固定有所述封孔器，在所述封孔器与所述钻孔的孔壁之间固定插设有所述注浆管和所述返浆管；所述注浆管置于所述钻孔外的一端与所述注浆泵的出浆口连通，所述注浆泵的进浆口与所述水泥暂存箱的出浆口连通；所述返浆管置于所述钻孔外的一端分别与所述注水泵的出水口和所述排水管的进水端连通；所述注水泵的进水口与所述水源连通；所述排水管的出水端与所述集水箱的进水口连通，在所述排水管上设置有排水阀。2.根据权利要求1所述的一种富水矿井顶板钻孔爆破预裂封孔结构，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵乾，郝英豪，高敬勇，马平，赵辉，闫磊，
申请(专利权)人：中天合创能源有限责任公司，
类型：新型
国别省市：