口管结构法兰探水工探放水技术人员探放水钻

使 用 说 明 书

探放水钻分流闸阀KZ41H系列（内置防喷密闭组件）

（利号：ZL2010201483552）

为寻求彻底解决国内煤矿井下探放水钻口控制问题，国内相关的防治水技术人员进行了不懈的努力和尝试，我们做为一家探放水的科技公司，也荣幸地加入到这个研制行列中，向大家介绍我公司的新产品，希望能够引起关注和指导。

一、用途目的

1、煤矿、铁矿、遂道钻探放高压水口安全防控装置，治理奥陶纪灰岩含水层、导水陷落柱、导水断层、交通隧道的溶洞暗河，提供本安全型的全密闭探放水钻施工技术。

2、有效解决现行规定中的不可控环节，把危险的工作变得安全、可靠，实现标准化作。彻底解决口防控问题，使口具备带杆分流、密闭和测控的功能，紧急情况下可有效控制口，终解决了口防喷和反压的问题。

3、为提供上述功能提供础条件，为用户单位二次功能开发提供本平台载体。

二、结构功能

1、本套装置由二部分组成：旁通闸阀、钻杆控制器、简易钻杆控制器。钻杆控制器为闸阀内置式部件。

旁通闸阀以国内可靠的Z41H结构为础，闸板能够提离过流通道，闸板一侧设有分流口，闸板两侧设有压力表安装，必要时可改为反注浆，封闭钻。

闸阀在钻杆及控制器撤离的情况下，可以关闭闸板。

钻杆控制器由法兰、套筒、活动挡板、胶圈、旋塞和手柄组成。

钻杆控制器能够抱紧、固定、密封钻杆，实现防喷、反压和分流悼的。

三、规格型号意义：KZ41H-64C DN125/50K-钻Z-闸阀4-法兰1-楔型闸板   H-合金钢密封面64-压力6.4兆帕125-阀体内径50-钻杆直径

1、闸阀公称压力PN：1.6MPa -- 16.0MPa

2、闸阀公称直径DN：100mm125mm 150mm

3、钻杆直径：       42mm 50mm 63.5mm

4、钻头直径：    58.5mm 75mm 91mm 110mm 130mm

四、执行标准和技术要求

1、《金属非金属矿山安全规程GBl6423—2006》6．6．3．6和6．6．3．9条之规定

2、《矿井井下高压含水层探水钻探技术规范GB/T24505-2009》5.5之规定

3、《煤矿安全规程2011》289，290，291条之规定

4、《煤矿防治水规定2009》37，96条之规定

5、《井下探放水技术规范MT/T632-1996》之规定

6、《公路隧道施工技术规范JTG F60—2009》11.2.7和11.2.8条之规定

7、《铁路隧道工程施工安全技术规程TB 10304-2009》4.0.10和4.0.11条之规定

8、法兰连接尺寸按GB/T 9113.2的规定。产品的外表面涂漆按JB/T 106的规定。

9、阀门的检验与试验按JB/T 9092的规定。阀门的标志按GB/T 12220的规定。

五、使用维护

1、闸阀旁通侧连接简易钻杆控制器。闸板可以关闭口，但是对钻杆承压密闭弟力偏低。用法简单传统，易于接受，仅要求防喷时不设分流管路。

2、闸阀旁通侧连接口法兰。另一侧连接钻杆控制器。闸板不可以关闭口，但是对钻杆承压密闭弟力较高。旁通口需要通过焊接/螺纹/法兰方式连接分流管路和阀门控制。用法新颖，发挥了极限能力，适合极端情况的防控，部件安装相对复杂一些。

3、视情况对口承压套管、钻杆控制器和分流管路一同做耐压实验。

4、钻杆控制器内的活动挡板和胶圈为常备易损件，视防范等级自行确定更换标准。

5、简易钻杆控制器去掉活动挡板和胶圈，仍然有防喷作用。钻杆会直接磨损简易钻杆控制器末端固定挡板，注意更换加焊修补。

六、安全措施

1、开岩层稳定，周围区域无明显构造，口管稳固可靠，可以承受相应负荷。

2、建议分流管路，口装置和口管一同做耐压试验。

3、建议现场备有试压设备，与口固定连接，每班常规耐压试验。

4、建议常规耐压试验检查内出水和漏水情况、围岩稳固情况、钻杆控制器磨损情况。

5、建议使用钻杆型号42、50、63.5外径一致的坑道钻杆。钻杆控制器内的密闭胶圈与钻杆之间有水润滑和冷却会减轻磨损。

6、建议坑道钻机具备自动解杆功能，具备反压功能，具备良好的稳固性，能够进行远端操作控制。

七、设计能力的上限及相关的技术础

1、16.0MPa确定为探放水钻防控压力的上限。本能够满足国内2050年前资源开采的深度要求。实际上10.0MPa的闸阀使用正在增多。

2、16.0MPa的阀门制造技术是国内的普通工技术，16.0MPa的探放水钻控制技术是矿山安全的高端技术，在石油勘探行16.0MPa口防控能力是普通技术。

3、16.0MPa的管道控制技术是国内的普通工技术，16.0MPa的轴杆密封控制技术是国内的普通工技术。

4、16.0MPa的探放水钻口控制技术，等于分流口的16.0MPa的管道控制技术，加上工作口的16.0MPa的轴杆密封控制技术，等于石油气钻口装置的简化版。

5、假定前提是口承压套管足够牢固，钻机具备足够的控制、固定钻杆能力，钻杆静止不动时，达到16.0MPa的探放水钻口控制能力。

八、模拟场景

1、某矿井在-1200水平一独头岩石大巷打水闸墙50m，人为制造一高水压区，该区域与周围无水利连通，强度足够可靠。压力来源为地面线静压水，（或者利用煤矿工作面泵加压在浅层巷道试验）。在水闸墙外安装钻机，注口管，口安装闸阀。直径58.5mm钻头正式钻进，到深50m时钻透高压水体，立即停止钻进，利用钻机的支撑保持钻杆固定静止不动，关闭钻杆控制器，承压分流管路发挥作用。视情况关闭承压分流管路。利用闸阀的压力表观测内水压。

2、某地面厂房，组装30m直径65mm的16.0MPa高压管路，直线度良好，一端做为钻口，另一端做为透水点，管内足够厚度的钢板，末端连接煤矿工作面泵，维持16.0MPa压力，形成简易模拟高压水钻。然后利用钻机钻透钢板，模拟钻透高压水试验。

九、前景展望

在现场操作上，彻底解决口防喷问题。

在技术上，理论上，装备上使我们安全主动钻透奥陶纪灰岩的暗河成为可能。有理由相信，通过我们的共同努力，对于1984年的范各庄煤矿透水，2003年的东庞煤矿透水，2010年的骆驼岭煤矿透水，如果历史能够回放，有能力提前主动打穿透水区域进行主动治理。

矿山防治水和国防一样，具备主动进攻弟力，才是好的防御手段。

探放水钻施工技术的发展受到三方面的制约：钻深度方向控制口控制

钻深度和钻方向控制，国内现有技术比较成熟，能够满足需要，但是口控制，国内技术发展迟缓，远不及石油钻口装置的技术发展程度，制约了深部资源的开采。

十、厂家提示

1、反对理论上的保守，反对实践上的冒进。科学的理论将指导正确的实践。探放水钻口控制理论技术上的突破，将极大的促进我国的矿山安全水平。

2、使用单位使用前，要求相关技术主管人员，现场操作人员充分了解设备性能，明确所要达到的设计能力，鼓励用户进行功能二次开发。

3、明确不同阶段钻压力试验自检程序和频率，切换方式。每班、日或每10米或特定含水层进行压力自检。

4、明确钻杆控制器的选型，易损件磨损程度和更换标准的介定。

5、本口装置可以提供充分的密闭承压能力，和不充分的反压能力。强烈建议与具备反压能力的坑道钻机配合使用。

迁西县振平口阀科技有限公司

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