一、名稱型號(hào)
名稱:防噴分流閘閥 簡(jiǎn)稱:孔口閥
規(guī)格型號(hào)意義:GKZ41H-160C DN100/50
H-合金鋼密封面 160-壓力 16.0 兆帕 C-碳鋼閥體 100-閥體內(nèi)徑
參數(shù)范圍:
1-楔型閘板
50-鉆桿直徑
1、閘閥公稱壓力 PN:1.6MPa -- 16.0MPa 2、閘閥公稱直徑 DN:100mm 125mm
3、鉆桿直徑: 42mm 50mm 63.5mm 4、鉆頭直徑: 75mm 91mm 110mm
二、用途目的
1 、煤礦、鐵礦、交通遂道鉆孔探放水孔口安全防控裝置,為治理采空區(qū)積水、奧陶紀(jì) 灰?guī)r含水層、導(dǎo)水陷落柱、導(dǎo)水?dāng)鄬印⑷芏窗岛,提供本質(zhì)安全型的全密閉探放水鉆孔技術(shù)。
2 、有效解決現(xiàn)行規(guī)定中的不可控環(huán)節(jié),把危險(xiǎn)的工作變得安全、可靠,實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化作 業(yè)。解決孔口防控問(wèn)題,使孔口具備帶桿分流、密閉和測(cè)控的功能,緊急情況下可有效 控制孔口,最終解決了孔口防噴和反壓的問(wèn)題。
3 、為提供上述功能提供基礎(chǔ)條件,為用戶單位二次功能開(kāi)發(fā)升級(jí)提供基本平臺(tái)載體。
4 、應(yīng)用范圍(公稱直徑 DN100/125 公稱壓力 PN16- 160 1.6- 16MPa)
壓力等級(jí)
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PN16
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PN25
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PN40
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PN64
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PN100
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PN160
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分類應(yīng)用
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低壓 采空區(qū)積水
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高壓 巷道超前探水
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超高壓 深井探水注漿
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三、結(jié)構(gòu)功能
1、本套裝置由二部分組成:旁通閘閥、鉆桿控制器。以國(guó)內(nèi)最可靠的 Z41H 結(jié)構(gòu)為基 礎(chǔ), 閘板能夠 100%提離過(guò)流通道, 閘板一側(cè)設(shè)有分流口, 形成過(guò)渡腔, 閥體設(shè)有壓力表安裝 孔,必要時(shí)可改為反注漿孔,封閉鉆孔。創(chuàng)造性的允許帶壓帶水鉆進(jìn)的鉆桿及短鉆頭逐次退 出過(guò)渡腔。閘閥在鉆桿及控制器撤離的情況下,可以關(guān)閉閘板。鉆桿控制器為分離式部件。
鉆桿控制器由法蘭、套筒、活動(dòng)擋板、膠圈、旋塞和手柄組成。
鉆桿控制器能夠抱緊、密封鉆桿,實(shí)現(xiàn)防噴、反壓和分流的目的。
四、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要求
1、《金屬非金屬礦山安全規(guī)程 GBl6423—2006》6.6.3.6 和 6.6.3.9 條之規(guī)定
2、《礦井井下高壓含水層探水鉆探技術(shù)規(guī)范 GB/T24505-2009》5.5 之規(guī)定 3、《煤礦安全規(guī)程 2011》289,290,291 條之規(guī)定
4、《煤礦防治水規(guī)定 2009》37,96 條之規(guī)定
5、《井下探放水技術(shù)規(guī)范 MT/T632-1996》之規(guī)定
6、《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范 JTGF60—2009》11.2.7 和 11.2.8 條之規(guī)定
7、《鐵路隧道工程施工安全技術(shù)規(guī)程 TB 10304-2009》4.0.10 和 4.0.11 條之規(guī)定 8、法蘭連接尺寸按JB/T79.1-1994和JB/T79.2-1994的規(guī)定。
9、閥門(mén)的檢驗(yàn)與試驗(yàn)按JB/T 9092的規(guī)定。閥門(mén)的標(biāo)志按GB/T 12220的規(guī)定。
五、使用維護(hù)
1、閘閥旁通側(cè)連接鉆桿控制器。閘板可以關(guān)閉孔口, 但是對(duì)鉆桿承壓密閉的能力偏低。
用法簡(jiǎn)單傳統(tǒng),易于接受,僅要求防噴時(shí)不設(shè)專用分流管路。
2、視情況對(duì)孔口承壓套管、鉆桿控制器和分流管路一同做耐壓實(shí)驗(yàn)。
3、鉆桿控制器內(nèi)的活動(dòng)擋板和膠圈為常備易損件,視防范等級(jí)自行確定更換標(biāo)準(zhǔn)。
4、簡(jiǎn)易鉆桿控制器去掉活動(dòng)擋板和膠圈,仍然有防噴作用。鉆桿會(huì)直接磨損簡(jiǎn)易鉆桿
控制器末端固定擋板,注意更換加焊修補(bǔ)。
六、安全措施
1、開(kāi)孔區(qū)域巖層穩(wěn)定無(wú)地質(zhì)構(gòu)造,強(qiáng)烈要求孔口雙層套管和雙法蘭配置(后附圖), 管穩(wěn)固可靠, 可以承受相應(yīng)負(fù)荷。2、建議分流管路, 孔口裝置和孔口管一同做耐壓試驗(yàn)。 3、 建議現(xiàn)場(chǎng)備有試壓設(shè)備, 與孔口固定連接, 每班一次常規(guī)耐壓試驗(yàn)。4、建議常規(guī)耐壓試驗(yàn)檢 查孔內(nèi)出水和漏水情況、圍巖穩(wěn)固情況、鉆桿控制器磨損情況。 5、要求使用鉆桿型號(hào) 42 、 50 、63.5 外徑一致的坑道鉆桿。鉆桿控制器內(nèi)的密閉膠圈與鉆桿之間有水潤(rùn)滑和冷卻會(huì)減輕 磨損。 6、建議坑道鉆機(jī)具備自動(dòng)解桿功能, 具備反壓功能, 具備良好的穩(wěn)固性, 能夠進(jìn)行遠(yuǎn) 端操作控制。
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七、設(shè)計(jì)能力的上限及相關(guān)的技術(shù)基礎(chǔ)
1、16.0MPa 確定為探放水鉆孔防控壓力的上限。基本能夠滿足國(guó)內(nèi) 2050 年前資源開(kāi)采 的深度要求。實(shí)際上 10.0MPa 的閘閥使用正在增多。
2 、16.0MPa 的閥門(mén)制造技術(shù)是國(guó)內(nèi)的普通工業(yè)技術(shù), 16.0MPa 的探放水鉆孔控制技術(shù) 是礦山安全的高端技術(shù),在石油勘探行業(yè) 16.0MPa 孔口防控能力是普通技術(shù)。
3 、16.0MPa 的管道控制技術(shù)是國(guó)內(nèi)的普通工業(yè)技術(shù), 16.0MPa 的軸桿密封控制技術(shù)是 國(guó)內(nèi)的普通工業(yè)技術(shù)。
4 、16.0MPa 的探放水鉆孔孔口控制技術(shù), 等于分流口的 16.0MPa 的管道控制技術(shù), 加 上工作口的 16.0MPa 的軸桿密封控制技術(shù),等于石油天然氣鉆孔孔口裝置的簡(jiǎn)化版。
5、假定前提是孔口承壓套管足夠牢固,鉆機(jī)具備足夠的控制、固定鉆桿能力,鉆桿靜 止不動(dòng)時(shí),達(dá)到 16.0MPa 的探放水鉆孔孔口控制能力。
八、模擬場(chǎng)景
1、某礦井在-1200 水平一獨(dú)頭巖石大巷打水閘墻 50m,人為制造一高水壓區(qū),該區(qū)域 與周圍無(wú)水利連通, 強(qiáng)度足夠可靠。壓力來(lái)源為地面專線靜壓水,(或者利用煤礦工作面泵站 加壓在淺層巷道試驗(yàn))。在水閘墻外安裝鉆機(jī),注孔口管,孔口安裝專用閘閥。直徑 58.5mm 鉆頭正式鉆進(jìn), 到孔深 50m 時(shí)鉆透高壓水體, 立即停止鉆進(jìn), 利用鉆機(jī)的支撐保持鉆桿固定 靜止不動(dòng),關(guān)閉鉆桿控制器,承壓分流管路發(fā)揮作用。視情況關(guān)閉承壓分流管路。利用專用 閘閥的壓力表觀測(cè)孔內(nèi)水壓。
2、某地面廠房, 組裝 30m 直徑 65mm 的 16.0MPa 高壓管路, 直線度良好, 一端做為鉆 孔孔口,另一端做為透水點(diǎn), 管內(nèi)足夠厚度的鋼板, 最末端連接煤礦工作面泵站, 維持 16.0MPa 壓力,形成簡(jiǎn)易模擬高壓水鉆孔。然后利用鉆機(jī)鉆透鋼板,模擬鉆孔透高壓水試驗(yàn)。