一種圍巖下行鉆孔裂隙水抽吸系統的制作方法

本發明涉及一種鉆孔裂隙水抽吸系統，具體是一種適用于礦山、隧道、地下工程中裂隙發育圍巖、軟巖圍巖及滲水圍巖的圍巖下行鉆孔裂隙水抽吸系統，屬于圍巖裂隙水抽排技術領域。

背景技術：

礦山、隧道、地下工程在進行圍巖鉆孔錨固過程中為便于防塵鉆孔通常采用濕式鉆孔的方式，而且經常會遇到裂隙發育圍巖、軟弱圍巖及滲水圍巖，圍巖內含有明顯軟弱夾層、泥化夾層、各類結構面，以及各類復合結構，其中，含泥巖夾層軟巖圍巖具有強膨脹性和風化性的特點，對于地質復雜的突出煤層或圍巖，由于采用濕式打孔及存在裂隙水，造成鉆孔內會存留積水，特別針對下行鉆孔，在水和動壓的共同作用時，泥巖遇水后極易泥化，常伴隨圍巖滲水、潮濕質軟、巷道易產生變形。

此類圍巖采取錨固支護方式時，錨桿打設困難且難以形成有效的錨固力，同時，一般采取支護措施以后，滲水條件下仍舊會出現底鼓、巷道底板開裂、巷道變形、斷面變小等現象，影響巷道使用和煤礦井下安全生產，現有技術中通常采用抽水泵直接抽水的方式進行裂隙水的排放，但由于裂隙水分布不均勻、水力聯系不好、介質的滲透性具有不均一性與各向異性，因此抽水泵直接抽水的方式不易將裂隙水完全排放干凈，通常是一次排放間隔時間后又產生裂隙水。

技術實現要素：

針對上述問題，本發明提供一種圍巖下行鉆孔裂隙水抽吸系統，結構簡單、成本低、抽水效果好，可實現阻止軟巖支護系統水化失效、確保有裂隙水條件下軟巖支護系統的可靠性、安全性和長久性，特別適用于礦山、隧道、地下工程中裂隙發育圍巖、軟巖圍巖及滲水圍巖的圍巖下行鉆孔的裂隙水排放。

為實現上述目的，本圍巖下行鉆孔裂隙水抽吸系統包括抽水管、管端密封環、螺旋環形引流虹吸管、伺服水泵、引流水槽和電控裝置；

所述的抽水管是細管狀結構、細管狀結構底端自下行鉆孔的孔口穿入并伸入至孔底部，抽水管的管體上間隔套裝有與下行鉆孔外徑尺寸配合的多個橡膠阻水環，橡膠阻水環內設有膨脹劑，位于相鄰兩個橡膠阻水環之間的抽水管管體上設有與管體內腔連通的抽水孔，抽水孔沿管體徑向方向設置；位于相鄰兩個橡膠阻水環之間的抽水管管體內腔上、位于抽水孔上方或下方的位置還設有單向隔水瓣膜，單向隔水瓣膜允許抽水管管體內腔內的水自單向隔水瓣膜下方進入單向隔水瓣膜上方、阻斷抽水管管體內腔內的水自單向隔水瓣膜上方進入單向隔水瓣膜下方；

所述的管端密封環的外徑尺寸與下行鉆孔外徑尺寸配合，管端密封環套接安裝在抽水管的頂端、并與下行鉆孔的孔口密封連接；

所述的螺旋環形引流虹吸管橫置設置，螺旋環形引流虹吸管的入水端與抽水管的頂端密閉連接、出水端與所述的伺服水泵的輸入端密閉連接，伺服水泵的輸出端通過管路與引流水槽連接；

所述的電控裝置與伺服水泵電連接。

作為本發明的進一步改進方案，所述的螺旋環形引流虹吸管入水端位置的螺旋直徑尺寸大于出水端位置的螺旋直徑尺寸。

作為本發明的進一步改進方案，所述的抽水孔通過軟管與重錘抽吸頭連接，重錘抽洗頭上設有與軟管連通的抽吸孔。

作為本發明的進一步改進方案，所述的伺服水泵是穩壓自調節泵。

作為本發明的進一步改進方案，所述的每相鄰兩個橡膠阻水環之間的抽水管上的抽水孔設置在靠近下部橡膠阻水環的位置、且僅設置一個抽水孔。

作為本發明的進一步改進方案，所述的抽水管是分段安裝結構，且各分段之間通過快速連接結構連接。

與現有技術相比，本圍巖下行鉆孔裂隙水抽吸系統由于設有細管狀結構的抽水管和與抽水管密閉連通連接的螺旋環形引流虹吸管，因此可通過連通器原理和密封流體虹吸原理對下行鉆孔內的裂隙積水進行有效抽吸；由于在抽水管的管體上間隔套裝有與下行鉆孔外徑尺寸配合的、內設有膨脹劑的多個橡膠阻水環，因此抽吸過程中內含膨脹劑的橡膠阻水環吸水膨脹對抽水管進行有效支撐、并可根據巖層滲水情況對下行鉆孔內的積水進行有效阻隔，防止不同巖層的積水沿孔表面流出并流至孔底處使下部巖層長時間積水浸泡、膨脹、開裂；由于在位于相鄰兩個橡膠阻水環之間的抽水管管體內腔上、位于抽水孔上方或下方的位置還設有單向隔水瓣膜，因此可防止位于其上方的抽水管管體內腔內的收集積水自單向隔水瓣膜上方流至下方的孔底處，進而進一步實現避免下部巖層長時間積水浸泡、膨脹、開裂；本圍巖下行鉆孔裂隙水抽吸系統結構簡單、成本低、抽水效果好，可實現阻止軟巖支護系統水化失效、確保有裂隙水條件下軟巖支護系統的可靠性、安全性和長久性，特別適用于礦山、隧道、地下工程中裂隙發育圍巖、軟巖圍巖及滲水圍巖的圍巖下行鉆孔的裂隙水排放。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是圖1的i向局部放大視圖。

圖中：1、抽水管，11、橡膠阻水環，12、抽水孔，13、單向隔水瓣膜，2、管端密封環，3、螺旋環形引流虹吸管，4、伺服水泵。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步說明。

如圖1所示，本圍巖下行鉆孔裂隙水抽吸系統包括抽水管1、管端密封環2、螺旋環形引流虹吸管3、伺服水泵4、引流水槽和電控裝置。

所述的抽水管1是細管狀結構、細管狀結構底端自下行鉆孔的孔口穿入并伸入至孔底部，抽水管1的管體上間隔套裝有與下行鉆孔外徑尺寸配合的多個橡膠阻水環11，橡膠阻水環11內設有膨脹劑，如圖2所示，位于相鄰兩個橡膠阻水環11之間的抽水管1管體上設有與管體內腔連通的抽水孔12，抽水孔12沿管體徑向方向設置；位于相鄰兩個橡膠阻水環11之間的抽水管1管體內腔上、位于抽水孔12上方或下方的位置還設有單向隔水瓣膜13，單向隔水瓣膜13允許抽水管1管體內腔內的水自單向隔水瓣膜13下方進入單向隔水瓣膜13上方、阻斷抽水管1管體內腔內的水自單向隔水瓣膜13上方進入單向隔水瓣膜13下方。

所述的管端密封環2的外徑尺寸與下行鉆孔外徑尺寸配合，管端密封環2套接安裝在抽水管1的頂端、并與下行鉆孔的孔口密封連接。

所述的螺旋環形引流虹吸管3橫置設置，螺旋環形引流虹吸管3的入水端與抽水管1的頂端密閉連接、出水端與所述的伺服水泵4的輸入端密閉連接，伺服水泵4的輸出端通過管路與引流水槽連接。

所述的電控裝置與伺服水泵4電連接。

本圍巖下行鉆孔裂隙水抽吸系統在煤礦井下使用時，開啟伺服水泵4即可通過連通器原理和密封流體虹吸原理對下行鉆孔內的裂隙積水進行有效抽吸；抽吸過程中內含膨脹劑的橡膠阻水環11吸水膨脹對抽水管1進行有效支撐、并可根據巖層滲水情況對下行鉆孔內的積水進行有效阻隔，防止不同巖層的積水沿孔表面流出并流至孔底處使下部巖層長時間積水浸泡、膨脹、開裂，同時，管端密封環2可以防止空氣進入下行鉆孔中、實現防止風化巖層的作用；橫置的螺旋環形引流虹吸管3可以有效控制水量、并進一步防止空氣進入下行鉆孔風化巖層；單向隔水瓣膜13可防止位于其上方的抽水管1管體內腔內的收集積水自單向隔水瓣膜13上方流至下方的孔底處，進而進一步實現避免下部巖層長時間積水浸泡、膨脹、開裂。

為了實現更好的連通器虹吸效果，作為本發明的進一步改進方案，所述的螺旋環形引流虹吸管3入水端位置的螺旋直徑尺寸大于出水端位置的螺旋直徑尺寸。

為了實現更好的抽吸效果、防止傾斜的下行鉆孔造成抽水管1無法對積水液面進行抽吸，作為本發明的進一步改進方案，如圖2所示，所述的抽水孔12通過軟管與重錘抽吸頭連接，重錘抽洗頭上設有與軟管連通的抽吸孔，重錘抽洗頭可以沒入積水液面一下以實現有效抽吸。

為了實現節能效果、避免伺服水泵4一直長時間工作，作為本發明的進一步改進方案，所述的伺服水泵4是穩壓自調節泵，穩壓自調節泵能根據抽水管1內的水壓自動調節開關啟閉，進而形成高效節能的抽水循環。

為了保證每相鄰兩個橡膠阻水環11之間的抽水管1的有效虹吸，作為本發明的進一步改進方案，所述的每相鄰兩個橡膠阻水環11之間的抽水管1上的抽水孔12設置在靠近下部橡膠阻水環11的位置、且僅設置一個抽水孔12。

為了便于安裝抽水管1，作為本發明的進一步改進方案，所述的抽水管1是分段安裝結構，且各分段之間通過快速連接結構連接。

本圍巖下行鉆孔裂隙水抽吸系統由于設有細管狀結構的抽水管1和與抽水管1密閉連通連接的螺旋環形引流虹吸管3，因此可通過連通器原理和密封流體虹吸原理對下行鉆孔內的裂隙積水進行有效抽吸；由于在抽水管1的管體上間隔套裝有與下行鉆孔外徑尺寸配合的、內設有膨脹劑的多個橡膠阻水環11，因此抽吸過程中內含膨脹劑的橡膠阻水環11吸水膨脹對抽水管1進行有效支撐、并可根據巖層滲水情況對下行鉆孔內的積水進行有效阻隔，防止不同巖層的積水沿孔表面流出并流至孔底處使下部巖層長時間積水浸泡、膨脹、開裂；由于在位于相鄰兩個橡膠阻水環11之間的抽水管1管體內腔上、位于抽水孔12上方或下方的位置還設有單向隔水瓣膜13，因此可防止位于其上方的抽水管1管體內腔內的收集積水自單向隔水瓣膜13上方流至下方的孔底處，進而進一步實現避免下部巖層長時間積水浸泡、膨脹、開裂；本圍巖下行鉆孔裂隙水抽吸系統結構簡單、成本低、抽水效果好，可實現阻止軟巖支護系統水化失效、確保有裂隙水條件下軟巖支護系統的可靠性、安全性和長久性，特別適用于礦山、隧道、地下工程中裂隙發育圍巖、軟巖圍巖及滲水圍巖的圍巖下行鉆孔的裂隙水排放。