用于水文钻孔施工时保护性辅助装置的制作方法

1.本实用新型是一种用于水文钻孔施工时保护性辅助装置，属于钻孔施工设备技术领域，适用于高温、高压、涌水量较大的水文钻孔施工。


背景技术：

2.目前来看，煤炭资源在我国能源供应中仍处于重要地位，但目前在河南等地的浅部煤层已然开采殆尽，为稳定国民经济的健康发展，采煤工作不得不逐渐向深部转移，深部开采必将带来高地应力、高瓦斯、高地热等难题，同时，由于大多矿井的水文地质条件复杂，那么众多深部开采矿井也将面临着水害威胁。
3.为保证深部煤体安全开采，从业工作者们不得不进行大量的水文地质勘探工作，而布置水文地质钻孔是水文地质勘探中较为常见、可靠的一种技术。由大量的现场实践经验可知，一部分水文钻孔内将有高压、高温的底板水涌出，钻孔水水压可达2.5mpa以上，水温在55℃以上，钻孔水自然涌出高度可达孔口以上25cm，当施工设备下放到钻孔内，大量钻孔内的水会从孔口快速喷射出，喷射高度及距离达数米之远，造成较差的施工环境，影响了正常的施工作业，因此必须要采取一定措施进行防护。
4.目前对于施工时钻孔内高温、高压水喷射的防护措施，大多是采用篷布围挡钻孔，施工人员穿着雨衣等措施进行防护。
5.(1)使用篷布的防护措施，主要是将篷布围挡在钻孔四周，此种防护缺点较大。布设篷布时比较麻烦，降低了施工效率；由于钻孔内水压高，篷布在遭受喷射出的高压水冲击时难以固定，施工时间长难免会使固定的篷布发生移动，失去防护效果，多次固定势必浪费时间；由于施工时作业人员要操作设备，篷布只能围挡钻孔四周，无法且围挡高度不能过高，否则影响施工，由此将造成当喷射出的水流高于篷布的围挡高度，篷布的保护效果将彻底丧失。
6.(2)施工人员穿着雨衣的防护措施，属于一种被动防护。钻孔内喷射出的水流方向、距离等不固定，仅仅靠施工人员穿着雨衣解决不了主要问题，不能保证钻孔周围有防水要求的机电设备的安全；大多雨衣是无法防护人员面部的，钻孔内喷射的高温水流依然会影响作业人员的安全；深部开采带来的高地热问题，将造成施工的环境温度较高，而雨衣通常透气性较差，当钻孔内高温水喷射到作业人员穿着的雨衣上时，将给作业人员的生理及心理造成一定的影响。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的是提供一种用于水文钻孔施工时保护性辅助装置，能够在最大程度上降低水文钻孔施工时，由于钻孔内高压、高温水喷射出孔口对施工人员及设备带来的影响，改善施工环境，提高施工效率，且装置具有制作简单、安装方便、造价低廉以及可重复使用的优点。
8.为了实现上述目的，本实用新型提供一种用于水文钻孔施工时保护性辅助装置，
用于水文钻孔施工时保护性辅助装置，包括疏水罩、挡水垫片以及导流管，在疏水罩的顶部中心位置设置施工设备预留孔，沿施工设备预留孔的周向设置若干挡水垫片连接孔，在疏水罩主体的一侧设置导流管连接孔；
9.挡水垫片包括上挡水垫片和下挡水垫片，分别在上挡水垫片和下挡水垫片上各设置一个预裂缝，下挡水垫片和上挡水垫片的预裂缝中心应上下对齐；
10.上挡水垫片和下挡水垫片对应设置在疏水罩的上下两侧，通过螺栓与挡水垫片连接孔配合固定在疏水罩上，导流管与导流管连接孔固定连接。
11.作为一种优选，在疏水罩主体的下部均布若干个底部疏水孔，也可根据实际情况选择不留设；底部疏水孔利用切割设备切割完成。
12.作为一种优选，疏水罩使用钢材等金属材料或非金属材料加工制成，可加工成圆筒型或方筒型等其他形状，其具体尺寸应根据水文钻孔尺寸及钻孔水压力、流量等实际因素进行加工。
13.作为一种优选，施工设备预留孔可加工成圆形、方形或其他形状，其尺寸按照钻孔施工设备的直径来确定。
14.作为一种优选，挡水垫片可使用橡胶或其他柔性材料制成，挡水垫片可加工成圆形、方型、菱形等其他形状，
15.作为一种优选，导流管使用金属材料或非金属材料加工制成，也可根据实际情况使用其他材料进行加工完成，其直径及长度根据钻孔水压力、涌水量的大小来制作，同时其直径应与疏水罩的导流管连接孔的直径相匹配，在实际应用时可将其他移动的排水管路连接在导流管的端部，用于将钻孔水合理、有序的定向排出。
16.作为一种优选，预裂缝为十字形或者其它形状，预裂缝的大小应根据钻孔施工设备尺寸进行制作。
17.为了便于移动、安放本装置，本实用新型还包括对称安装在疏水罩两侧的把手。
18.与现有技术相比，本实用新型由疏水罩、导流管、挡水垫片组成，结构简单，易于加工，造价低廉，避免了大量人力、物力的投入；本实用新型使用方便，且可多次重复使用，减小了施工人员的劳动量，提高了施工效率；经过现场应用证明，本实用新型改善了对高温、高压、涌水量大的钻孔施工时的施工环境，能对作业人员及施工设备起到较好的保护作用，解决了因传统防护措施效果不理想，严重影响了作业人员的生理及心理的问题。
附图说明
19.图1为未应用本发明装置时现场施工的总体剖面结构示意图；
20.图2为应用本发明装置时现场施工的总体剖面结构示意图；
21.图3为图2中a处的局部放大图；
22.图4为图2中b处的局部放大图；
23.图5为本发明装置俯视示意图；
24.图6为本发明装置主视示意图；
25.图7为图6中a处的局部放大图；
26.图8为本发明装置总体三维示意图；
27.图9为本发明装置三维剖切示意图；
28.图10为本发明装置中疏水罩挡水垫片三维示意图；
29.图11为本发明装置中挡水垫片三维示意图；
30.图12为将本发明装置加工成方筒型时的三维示意图。
31.图中：1、疏水罩，1.1、底部疏水孔，1.2、施工设备预留孔，1.3、挡水垫片连接孔，1.4、导流管连接孔，1.5、把手，2、挡水垫片，2.1、上挡水垫片，2.2、下挡水垫片，2.3、预裂缝，2.4、螺栓，3、导流管，4、施工设备，5、水文钻孔，6、钻孔水。
具体实施方式
32.下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
33.如图1和图2所示，一种用于水文钻孔施工时保护性辅助装置，该装置与水文钻孔5配合使用，直接套在水文钻孔5的孔口上，将该装置顶部的施工设备预留孔1.2对准水文钻孔5孔口即可，施工设备可通过本装置顶部预留孔下放进水文钻孔5内，水文钻孔5内喷射出的高温、高压水通过导流管3及底部疏水孔1.1排出，同时可将钻孔水6通过本装置的导流管3定向排出；
34.如图3-图12所示，本实用新型包括疏水罩1、挡水垫片2以及导流管3，在疏水罩1的顶部中心位置设置施工设备预留孔1.2，沿施工设备预留孔1.2的周向设置若干挡水垫片连接孔1.3，在疏水罩1主体的一侧设置导流管连接孔1.4，施工设备预留孔1.2、挡水垫片连接孔1.3以及导流管连接孔1.4均利用成孔设备制成；
35.挡水垫片2包括上挡水垫片2.1和下挡水垫片2.2，分别在上挡水垫片2.1和下挡水垫片2.2上各设置一个预裂缝2.3，该预裂缝2.3为十字形状，预裂缝2.3的大小应根据钻孔施工设备4尺寸进行制作，下挡水垫片2.2和上挡水垫片2.1的十字预裂缝2.3中心应上下对齐，为更好的对阻挡钻孔水6的起到遮挡作用，下挡水垫片2.2和上挡水垫片2.1的预裂缝2.3可不完全重合，可将下挡水垫片2.2的预裂缝2.3沿中心旋转一定角度进行加工；
36.上挡水垫片2.1和下挡水垫片2.2对应设置在疏水罩1的上下两侧，通过螺栓2.4与挡水垫片连接孔1.3配合固定在疏水罩1上，导流管3使用焊接或其他方式与导流管连接孔1.4固定连接。
37.在疏水罩1主体的下部均布若干个底部疏水孔1.1，也可根据实际情况选择不留设；底部疏水孔1.1利用切割设备切割完成。
38.疏水罩1为使用钢材等金属材料或非金属材料加工制成，可加工成圆筒型或方筒型等其他形状，其具体尺寸应根据水文钻孔5尺寸及钻孔水6压力、流量等实际因素进行加工。
39.施工设备预留孔可加工成圆形、方形或其他形状，其尺寸按照钻孔施工设备4的直径来确定。
40.挡水垫片2可使用橡胶或其他柔性材料制成，挡水垫片2可加工成圆形、方型、菱形等其他形状，
41.导流管3使用金属材料或非金属材料加工制成。也可根据实际情况使用其他材料进行加工完成，其直径及长度根据钻孔水6压力、涌水量的大小来制作，同时其直径应与疏水罩1的导流管连接孔1.4的直径相匹配，在实际应用时可将其他移动的排水管路连接在导流管3端部，用于将钻孔水6合理、有序的定向排出。
42.还包括对称安装在疏水罩1两侧的把手1.5。
43.本实用新型的使用方法具体如下：
44.步骤1、根据水文钻孔5的尺寸及钻孔水6的水压、涌水量等参数，加工疏水罩1主体，可加工成圆筒型或方筒型等其他形状；利用成孔设备，在疏水罩1主体的顶部中心处加工施工设备预留孔1.2，可加工成圆形、方形或其他形状，其尺寸按照钻孔施工设备4的直径来确定；利用成孔设备在施工设备预留孔1.2四周加工4个或多个挡水垫片连接孔1.3；利用成孔设备在疏水罩1主体的侧边中部或侧边其他位置加工导流管连接孔1.4，其尺寸应根据钻孔水6的水压、涌水量等确定；可根据需要，利用切割设备在疏水罩1主体的下部加工4个或多个底部疏水孔1.1，也可根据实际情况选择不留设；在疏水罩1侧边对称焊接两个把手1.5，用于移动、安防装置；至此，疏水罩1加工完成。
45.步骤2、根据施工设备预留孔1.2的尺寸位置及挡水垫片连接孔1.3的尺寸位置，选择相应尺寸的橡胶或其他柔性材料加工挡水垫片2，挡水垫片2应加工成两个，即上挡水垫片2.1和下挡水垫片2.2，分别在上挡水垫片2.1和下挡水垫片2.2上各加工一个十字形状的预裂缝2.3，预裂缝2.3的大小应根据钻孔施工设备4的尺寸进行制作，下挡水垫片2.2和上挡水垫片2.1的预裂缝2.3中心应上下对齐，为更好的对阻挡钻孔水6的起到遮挡作用，下挡水垫片2.2和上挡水垫片2.1的预裂缝2.3可不完全重合，可将下挡水垫片2.2的预裂缝2.3沿中心旋转一定角度进行加工，至此，挡水垫片2加工完成。
46.步骤3、导流管3可使用与疏水罩1相同的材料进行加工，也可根据实际情况使用其他材料进行加工完成，其直径及长度根据钻孔水6的压力、涌水量的大小来加工，同时其直径应与疏水罩1的导流管连接孔1.4的直径相匹配，至此，导流管3加工完成。
47.步骤4、使用螺栓2.4将下挡水垫片2.2和上挡水垫片2.1通过挡水垫片连接孔1.3固定在疏水罩1上。组装时下挡水垫片2.2和上挡水垫片2.1的预裂缝2.3和疏水罩1顶部的施工设备预留孔1.2中心上下对准。将导流管3使用焊接或其他方式与导流管连接孔1.4连接，至此，本新型装置加工完成。
48.步骤5、使用把手1.5，将本实用新型的装置移动、安放在水文钻孔5孔口上，并将施工设备预留孔1.2对准水文钻孔5孔口。
49.步骤6、根据具体排水需要，通过把手1.5来调整底部疏水孔1.1及导流管3的方向，同时也可选择使用其他移动的排水管路加长导流管3，用于加长导流管3，更加有序的定向排出钻孔水6，将钻孔施工设备4通过挡水垫片2的预裂缝2.3及疏水罩1顶部的施工设备预留孔1.2下放至钻孔5内进行施工作业。
50.本实用新型改善了传统的高温、高压水文钻孔施工的环境问题，以往在对高温、高压水文钻孔施工时，当施工设备下放到钻孔内时，钻孔内喷射出的高温水可达数米之高，对施工设备、人员造成了一定的影响，尤其是极大的影响了作业人员的正常施工，甚至会对作业人员的生理及心理造成一定的伤害，使用雨衣、篷布等传统的保护性措施，效果并不理想。本实用新型针对高温、高压水文钻孔施工时的设备及人员起到了良好的保护作用，且本装置造价低廉、易于制做、使用方便且可重复利用，有着较为良好的实际应用价值。