[发明专利]动水大通道突水钻孔网架、气囊、注浆一体化封堵装置及方法

权利要求书

1.动水大通道突水钻孔网架、气囊、注浆一体化封堵装置，包括钻杆、与所述钻杆连接的钻头，其特征在于：所述钻杆的两侧分别设置有网架出口，所述钻杆的正面设置有气囊出口；该装置还包括设置在所述钻杆内部的伸缩网架、气囊、气液置换结构，所述网架能通过所述网架出口伸出钻杆外，与钻杆形成网架；所述气液置换结构能向所述气囊充气、注浆、排气；所述气囊在所述气液置换结构的充气作用下，从气囊出口打开，并膨胀至与突水通道断面相吻合，形成依附于所述网架的充气气囊，充气的气囊在所述气液置换结构的注浆、排气作用下，用水泥砂浆置换出其中的气体。

2.如权利要求1所述的动水大通道突水钻孔网架、气囊、注浆一体化封堵装置，其特征在于：所述伸缩网架包括固定杆、支杆、控制结构，所述固定杆固定设置在所述钻杆内部，所述支杆通过扭簧转动的设置在所述固定杆两侧，所述相邻支杆之间连接有网，启动所述控制结构，所述支杆在扭簧和控制结构的作用下通过网架出口伸出钻杆外，支杆打开形成网架。

3.如权利要求2所述的动水大通道突水钻孔网架、气囊、注浆一体化封堵装置，其特征在于：所述控制结构包括推杆、牵引杆、卡槽，所述推杆设置在所述固定杆内部，所述牵引杆的一端与所述推杆转动连接，所述牵引杆另一端与所述支杆转动且滑动连接；所述卡槽设置在所述固定杆上，当支杆伸出钻杆后，用于固定所述推杆；当向下推动所述推杆时，牵引杆的一端绕着所述推杆转动，牵引杆的另一端沿着所述支杆滑动，与所述扭簧一起将所述支杆撑开。

4.如权利要求1所述的动水大通道突水钻孔网架、气囊、注浆一体化封堵装置，其特征在于：所述伸缩网架包括推杆、支杆，所述推杆设置在所述钻杆内部，所述支杆通过所述扭簧转动的连接在所述推杆两侧，所述相邻支杆之间连接有网；所述支杆在钻杆内壁的作用下处于压缩状态，当沿着钻杆向下推动推杆，将支杆推至所述网架出口时，支杆打开形成网架。

5.如权利要求1-4任一项所述的动水大通道突水钻孔网架、气囊、注浆一体化封堵装置，其特征在于：所述支杆为伸缩杆，其端部为箭头状。

6.如权利要求1-4所述的动水大通道突水钻孔网架、气囊、注浆一体化封堵装置，其特征在于：所述气液置换结构包括分别与所述气囊连接的充气注浆管、排气回浆管。

7.如权利要求1-6所述的动水大通道突水钻孔网架、气囊、注浆一体化封堵方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)通过地面钻孔，将上述装置插入突水通道底部；

(2)通过钻杆两侧的网架出口，打开伸缩网架，以在突水通道内形成网状的纵横向支架，即网架；

(3)通过气液置换结构向气囊内充气，通过气囊出口将气囊打开，使其膨胀至和突水通道断面相吻合，形成依附于所述网架的突水通道封堵气囊；

(4)利用气液置换结构向封堵气囊内注入水泥砂浆置换出气囊中的气体，待水泥砂浆固结生成结石固体，最终形成封堵突水通道的充填墙体，将大通道突水控制在局部范围内。

8.如权利要求7所述的动水大通道突水钻孔网架、气囊、注浆一体化封堵方法，其特征在于：还包括步骤(5)在有水流的那一侧进行二次封堵，通过地面钻孔将注浆钻杆插入突水通道，然后直接进行注浆。

9.如权利要求7所述的动水大通道突水钻孔网架、气囊、注浆一体化封堵方法，其特征在于：其中步骤(2)中，向下竖直推动推杆，将推杆两侧的支杆推出至所述网架出口时，支杆打开形成网架。

10.如权利要求7所述的动水大通道突水钻孔网架、气囊、注浆一体化封堵方法，其特征在于：其中步骤(3)中，先关闭排气回浆管，打开充气注浆管，向气囊进行充气，在气压的作用下气囊通过气囊出口打开；待气囊膨胀至与突水通道相吻合时，利用充气注浆管向气囊进行注浆，同时打开排气回浆管，将气囊中的气体置换出来；待有浆液从排气回浆管排出时，停止注浆。