CN102383826A - 一种封孔器及通过其实现的封孔工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种封孔器及通过其实现的封孔工艺，包括抽采管，抽采管外壁周圈包覆有内囊袋，抽采管两端伸出内囊袋外，内囊袋外周圈包覆有外囊袋，内囊袋、外囊袋的端部均密封且各连接一注入管，外囊袋袋体的抗压强度大于内囊袋袋体的抗压强度。本发明所述的封孔工艺将聚氨酯A料、B料分别注入内囊袋和外囊袋内，在通过将内囊袋破裂，使聚氨酯A料、B料混合，再将封孔器塞入孔内实现封孔。本发明是一种封孔质量高、抽采效果好、节省聚氨酯、工艺简单、工人劳动强度小并且抽采效率高的封孔器及通过其实现的封孔工艺。

Description

一种封孔器及通过其实现的封孔工艺

技术领域

本发明涉及一种煤矿井下瓦斯抽采封孔装置及封孔工艺，主要用于煤、岩层瓦斯抽采封孔。

背景技术

煤层瓦斯抽采作为我国瓦斯治理的主要手段在我国得到了推广应用，但目前普遍存在着瓦斯抽采浓度低、抽采流量小、抽采效率不高，严重影响了瓦斯治理的效果和煤层气的开发利用，究其原因，除我国煤层透气性系数较低这一客观因素外，封孔质量的好坏直接关系到瓦斯抽采的效果。

目前我国使用聚氯乙烯抗静电阻燃管作为煤矿钻孔瓦斯的抽采管，在封孔时，将封孔带（一般为腈纶带条或布带条）绑扎在抽采管上，之后在封孔带上人工倒入聚氨酯等化学材料。因为聚氨酯为A、B料混合，只有把A、B料按配好的比例倒入在封孔带之上才能达到聚氨酯的最大抗压强度，但由于人工倒入，A和B的配比难以把握，同时，在将抽采管塞入到孔内的过程中，由于A、B料具有一定的反应时间，因此，在将抽采管塞入到孔内的过程中一定要快速，否则难以到达要求的封孔深度。当然，A、B料可以调整反应时间，但反应时间太长则会影响聚氨酯的抗压强度，导致封孔不严实。同时，在将抽采管塞入到孔内的过程中，难免会有一些聚氨酯的A、B料过早的流入到孔内，不仅仅造成了聚氨酯的浪费，而且由于封孔段聚氨酯量不足也导致了封孔质量差，抽采效果不好。工人在封孔操作过程中，聚氨酯一旦接触皮肤则难以擦洗干净，聚氨酯接触到衣服，衣服硬化，影响了穿着的舒适度，由于现行封孔的弊端，有的工人及早完成任务，只封堵孔口的一段，封孔长度没有达到要求，相关部门也无从查起。另外一种封孔方法主要是利用泵注入浆液，使浆液能够到位。但由于用泵注入需要接入压风或电，操作困难，现场工人不愿意使用。针对以上种种情况，可以得知，目前封孔工艺复杂、封孔效果差、工人工作强度较大，导致了瓦斯抽采浓度偏低、抽采流量较小、抽采效率不高等问题，有必要对目前的封孔工艺及技术进行改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种封孔质量高、抽采效果好、节省聚氨酯、工艺简单、工人劳动强度小并且抽采效率高的封孔器及通过其实现的封孔工艺。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种封孔器，包括抽采管，抽采管外壁周圈包覆有内囊袋，抽采管两端伸出内囊袋外，内囊袋外周圈包覆有外囊袋，内囊袋、外囊袋的端部均密封且各连接一注入管，外囊袋袋体的抗压强度大于内囊袋袋体的抗压强度。

所述内囊袋、外囊袋包覆在抽采管后的容积比为1:1.1。

内囊袋、外囊袋的两端均通过连接扣连接或者胶液连接或者绳子捆扎连接在抽采管上，并且内囊袋两端包裹在外囊袋内，所述连接扣为纽扣或者按扣；所述抽采管为至少两根，相邻两抽采管之间首尾端部螺纹连接。

所述与内囊袋连接的注入管上设有控制阀。

所述内囊袋袋体为橡胶材料制成或者为铝塑袋。 

一种挤爆式封孔工艺，包括如下步骤：（1）先制作上述的封孔器，（2）将浆液一和浆液二分别通过两注入管注入内囊袋和外囊袋，并将两注入管封口；（3）使用时，用手挤压封孔器的抽采管，将内囊袋挤爆，浆液一和浆液二混合，摇晃封孔器，使浆液一和浆液二混合均匀，之后塞入孔内进行封孔；所述浆液一为聚氨酯A料或者聚氨酯B料，浆液二相应为聚氨酯B料或者聚氨酯A料。

所述内囊袋、外囊袋的容积比为1:1.1，浆液一和浆液二的注入比为1:1，所述外圈设置内、外囊袋的抽采管为多根，在第一根抽采管的内囊袋破裂并使其内、外囊袋的浆液一和浆液二混合均匀后，将其塞入孔内，后将第二根所述抽采管的内囊袋破裂并使其内、外囊袋的浆液一和浆液二混合均匀后，与第一根抽采管首尾连接，将第二根抽采管也塞入孔内进行封孔，如此往复，直至所有抽采管的总长达到预定的封孔长度，实现完全封孔。

一种吹胀式封孔工艺，其特征在于：括如下步骤：（1）先制作上述的封孔器，（2）将浆液一和浆液二分别通过两注入管注入内囊袋和外囊袋，并将外囊袋的注入管封口，将内囊袋注入管的控制阀关闭或将内囊袋的注入管封堵；（3）使用时，打开内囊袋连接的注入管，通过与内囊袋连接的注入管向内囊袋注入压风，使内囊袋破裂，摇晃封孔器，使浆液一和浆液二混合均匀后塞入孔内进行封孔；所述浆液一为聚氨酯A料或者聚氨酯B料，浆液二相应为聚氨酯B料或者聚氨酯A料。

所述内囊袋、外囊袋的容积比为1:1.1，浆液一和浆液二的注入比为1:1，所述外圈设置内、外囊袋的抽采管为多根，在第一根抽采管的内囊袋破裂并使其内、外囊袋的浆液一和浆液二混合均匀后，将其塞入孔内，后将第二根所述抽采管的内囊袋破裂并使其内、外囊袋的浆液一和浆液二混合均匀后，与第一根抽采管首尾连接，将第二根抽采管也塞入孔内进行封孔，如此往复，直至所有抽采管的总长达到预定的封孔长度，实现完全封孔。

所述与内囊袋连接的注入管上设有控制阀。

本发明的有益效果为：浆液一注入内囊袋中，浆液二注入外囊袋中，浆液一和浆液二混合后可起反应并生成较高抗压强度的固体，起到密封及支撑钻孔孔壁的作用。本发明所述的封孔器以及封孔方法使用方便、以人为本、增加了工作乐趣，工人乐于接受，提高了封孔的速度和质量，有利于提高瓦斯抽采效率。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2是抽采管的结构示意图；

图3是本发明实施例2的结构示意图。

具体实施方式

实施例1：

由图1和图2所示的封孔器，包括抽采管6，抽采管6外壁周圈包覆有内囊袋4，内囊袋4外周圈包覆有外囊袋5，内囊袋4、外囊袋5的两端均通过连接扣8连接在抽采管6上，并且内囊袋4两端也包裹在外囊袋5内，所述连接扣8为纽扣或者按扣。内囊袋4和外囊袋5的端部均密封且两者端部分别连接一注入管1、2，抽采管6两端伸出内、外囊袋4、5外。所述外圈设置内、外囊袋4、5的抽采管6为至少两根或者多根，相邻两抽采管6之间首尾端部螺纹连接以达到预定的封孔长度，即前一节抽采管6的尾端为内螺纹3或者外螺纹7，则后一节的抽采管6的首端相应为与之配合的外螺纹7或者内螺纹3。所述内囊袋4、外囊袋5的包覆在抽采管6后容积比为1:1.1。所述内囊袋4袋体为橡胶材料制成或者为铝塑袋，或者内囊袋4袋体也可直接用和气球同等材料制成，外囊袋5和内囊袋4可以用相同的材料制成，但外囊袋5袋体的抗压强度要大于内囊袋4袋体的抗压强度。

当然，本发明不拘泥于上述形式，内囊袋4、外囊袋5的两端也均可通过胶液粘接或者绳子捆扎连接在抽采管6上。

实施例2：

由图3所示的封孔器与实施例1的区别之处在于：所述与内囊袋4连接的注入管1上设有微调控制阀9。

实施例3：

一种挤爆式封孔工艺，包括如下步骤：

一. 先制作如实施例1所述的封孔器，具体制作方法如下：1.加工内囊袋4与外囊袋5，使其将来在内外依次包覆在抽采管6外后容积比为1:1.1，内囊袋4起盛放浆液一A的作用，由于在后的使用过程中需注气使其破裂，因此要求其抗压强度较低，所述内囊袋4袋体可为橡胶材料制成或者为铝塑袋，或者内囊袋4袋体也可直接用和气球同等材料制成，但其膨胀率应远小于和气球同等材料，以便在最小的空间之内破裂。当然，外囊袋5和内囊袋4不仅仅起到盛放浆液的作用，同时，可限制浆液一A和浆液二B混合后的膨胀倍数和膨胀形状，以便增强浆液混合之后的抗压强度，使与孔壁的接触面积较为均匀，更好的起到密封作用；浆液一A注入内囊袋4中，浆液二B注入外囊袋5中，浆液一A和浆液二B混合后可起反应并生成较高抗压强度的固体，起到密封及支撑钻孔孔壁的作用。

外囊袋5与内囊袋4也可用同样的材料加工，但外囊袋5袋体的抗压强度要大于内囊袋4袋体的抗压强度，内囊袋4与外囊袋5的容积比为1:1.1，将来装入液量为1：1，考虑到破裂容积，把外囊袋5体积加工稍大，以免在内囊袋4破裂的同时导致外囊袋5也破裂。

2.将加工好的内囊袋4与外囊袋5内外依次包覆在抽采管6外且两者端部分别连接一注入管1、2，内囊袋4和外囊袋5的袋体以及端部均密封处理；然后将内囊袋4与外囊袋5均通过连接扣8连接固定在抽采管6上，所述连接扣8为纽扣或者按扣，在内、外囊袋4、5端设置有连接扣8，连接扣8的主要目的为使内囊袋4与外囊袋5固定在抽采管6上，往钻孔内插入抽采管6时胶囊不易滑落。当然，本发明不拘泥于上述形式，内囊袋4、外囊袋5的两端也可均通过胶液粘接或者绳子捆扎连接在抽采管6上。抽采管6两端分别设置内、外螺纹7，以便于管路的连接。

所述内囊袋4两端包裹在外囊袋5内，外囊袋5起到盛放浆液二B及保护整个封孔器浆液不外露的作用，要求其在浆液一A和浆液二B混合反应膨胀时可以破裂，一般为0.3MPa左右，为便于运输，可加工纸盒包装封孔器； 

二.在内囊袋4与外囊袋5固定在抽采管6上后，将浆液一A和浆液二B分别通过两注入管1、2注入内囊袋4和外囊袋5，可采用人工灌装或机器灌装的方法进行注入，所述浆液一A为聚氨酯A料或者聚氨酯B料，浆液二B相应为聚氨酯B料或者聚氨酯A料，浆液一A需注满内囊袋4，浆液二B注入外囊袋5，浆液一A和浆液二B的注入比例为1:1，此时为最佳比例，后将两注入管封口1、2，使液不外泄。如果内、外囊袋4、5均为橡胶制品，则在一定温度之下使注入管1、2的注液口处可粘结闭合，当然注入管1、2也可绑扎封口。

三. 所述外圈设置内、外囊袋4、5的抽采管6为多根，使用时，用手挤压第一根抽采管6，将内囊袋4挤爆，浆液一A和浆液二B混合，摇晃封孔器的抽采管6，使浆液一A和浆液二B混合均匀后，将其塞入孔内，后将第二根所述抽采管6的内囊袋4用手挤爆并使其内、外囊袋4、5的浆液一A和浆液二B混合，摇晃均匀后，与第一根抽采管6首尾螺纹连接，将第二根抽采管6也塞入孔内进行封孔，如此往复，直至所有抽采管6的总长达到预定的封孔长度，实现完全封孔。抽采管6应符合《煤与瓦斯防治突出规定》，穿层钻孔封孔长度不小于5m，顺层钻孔封孔长度不小于8m。

实施例4：

一种吹胀式封孔工艺，包括如下步骤：

一. 先制作如实施例2所述的封孔器，具体制作方法如下：1.加工内囊袋4与外囊袋5，使其将来在内外依次包覆在抽采管6外后的容积比为1:1.1，内囊袋4起盛放浆液一A的作用，由于在后的使用过程中需注气使其破裂，因此要求其抗压强度较低，所述内囊袋4袋体可为橡胶材料制成或者为铝塑袋，或者内囊袋4袋体也可直接用和气球同等材料制成，但其膨胀率应远小于和气球同等材料，以便在最小的空间之内破裂。当然，外囊袋5和内囊袋4不仅仅起到盛放浆液的作用，同时，可限制浆液一A和浆液二B混合后的膨胀倍数和膨胀形状，以便增强浆液混合之后的抗压强度，使与孔壁的接触面积较为均匀，更好的起到密封作用；浆液一A注入内囊袋4中，浆液二B注入外囊袋5中，浆液一A和浆液二B混合后可起反应并生成较高抗压强度的固体，起到密封及支撑钻孔孔壁的作用。

外囊袋5与内囊袋4也可用同样的材料加工，但外囊袋5袋体的抗压强度要大于内囊袋4袋体的抗压强度，当内囊袋4的抗压强度相应增大，将来就需加大注入气体强度；内囊袋4与外囊袋5的容积比为1:1.1，将来装入液量为1：1，在向内囊袋4中注入气体破裂时，考虑到破裂容积，把外囊袋5体积加工稍大，以免在内囊袋4破裂的同时导致外囊袋5也破裂。

2. 将加工好的内囊袋4与外囊袋5内外依次包覆在抽采管6外且两者端部分别连接一注入管1、2，内囊袋4和外囊袋5的袋体以及端部均密封处理；然后将内囊袋4与外囊袋5均通过连接扣8连接固定在抽采管6上，所述连接扣8为纽扣或者按扣，在内、外囊袋4、5端设置有连接扣8，连接扣8的主要目的为使内囊袋4与外囊袋5固定在抽采管6上，往钻孔内插入抽采管6时胶囊不易滑落。当然，本发明不拘泥于上述形式，内囊袋4、外囊袋5的两端也可均通过胶液粘接或者绳子捆扎连接在抽采管6上。抽采管6两端分别设置内、外螺纹7，以便于管路的连接。

所述内囊袋4两端包裹在外囊袋5内，外囊袋5起到盛放浆液二B及保护整个封孔器浆液不外露的作用，要求其在浆液一A和浆液二B混合反应膨胀时可以破裂，一般为0.3MPa左右，为便于运输，可加工纸盒包装封孔器；所述与内囊袋4连接的注入管上设置微调控制阀9；

二. 在内囊袋4与外囊袋5固定在抽采管6上后，将浆液一A和浆液二B分别通过两注入管1、2注入内囊袋4和外囊袋5，可采用人工灌装或机器灌装的方法进行注入，所述浆液一A为聚氨酯A料或者聚氨酯B料，浆液二B相应为聚氨酯B料或者聚氨酯A料，浆液一A需注满内囊袋4，浆液二B注入外囊袋5，浆液一A和浆液二B的注入比例为1:1，此时为最佳比例，后将外囊袋5的注入管2封口，将内囊袋4的注入管1的控制阀9关闭或同时将内囊袋4的注入管1的封堵，内囊袋4的注入管1可直接绑扎封堵，以实现两注入管1、2液不外泄。如果外囊袋5均为橡胶制品，则在一定温度之下使其注入管2的注液口处可粘结闭合，当然其他材料的外囊袋5的注入管2也可绑扎封口，可一次性完全密封。其中内囊袋4通过微调控制阀9注入浆液一A，微调控制阀9可控制浆液一A注入内囊袋4的速度，当注完之后，关闭微调控制阀9。

三. 所述外圈设置内、外囊袋4、5的抽采管6为多根，使用时，先拿出第一根所述抽采管6，打开其内囊袋4连接的注入管1及其微调控制阀9，通过与内囊袋4连接的注入管1向内囊袋4注入压风，具体可使用打气筒通过与内囊袋4连接的注入管1向内囊袋4注入压风，使内囊袋4破裂，然后关闭微调控制阀9，以使浆液一A不会通过微调控制阀9流出，当然也可完全封闭内囊袋4的注入管1，浆液一A和浆液二B混合，摇晃封孔器的抽采管6，使浆液一A和浆液二B混合均匀后，将其塞入孔内，后将第二根所述抽采管6的内囊袋4通过其注入管1注入压风，使其内囊袋4破裂，使其外囊袋5与内囊袋4的浆液一A和浆液二B混合，摇晃均匀后，与第一根抽采管6首尾螺纹连接，将第二根抽采管6也塞入孔内进行封孔，如此往复，直至所有抽采管6的总长达到预定的封孔长度，实现完全封孔。抽采管6应符合《煤与瓦斯防治突出规定》，穿层钻孔封孔长度不小于5m，顺层钻孔封孔长度不小于8m。

Claims (10)

1.一种封孔器，包括抽采管，其特征在于：抽采管外壁周圈包覆有内囊袋，抽采管两端伸出内囊袋外，内囊袋外周圈包覆有外囊袋，内囊袋、外囊袋的端部均密封且各连接一注入管，外囊袋袋体的抗压强度大于内囊袋袋体的抗压强度。

2.如权利要求1所述的封孔器，其特征在于：所述内囊袋、外囊袋包覆在抽采管后的容积比为1:1.1。

3.如权利要求1或2所述的封孔器，其特征在于：内囊袋、外囊袋的两端均通过连接扣连接或者胶液连接或者绳子捆扎连接在抽采管上，并且内囊袋两端包裹在外囊袋内，所述连接扣为纽扣或者按扣；所述抽采管为至少两根，相邻两抽采管之间首尾端部螺纹连接。

4.如权利要求3所述的封孔器，其特征在于：所述与内囊袋连接的注入管上设有控制阀。

5.如权利要求4所述的封孔器，其特征在于：所述内囊袋袋体为橡胶材料制成或者为铝塑袋。

6.一种挤爆式封孔工艺，其特征在于：包括如下步骤：（1）先制作如权利要求1所述的封孔器，（2）将浆液一和浆液二分别通过两注入管注入内囊袋和外囊袋，并将两注入管封口；（3）使用时，用手挤压封孔器的抽采管，将内囊袋挤爆，浆液一和浆液二混合，摇晃封孔器，使浆液一和浆液二混合均匀，之后塞入孔内进行封孔；所述浆液一为聚氨酯A料或者聚氨酯B料，浆液二相应为聚氨酯B料或者聚氨酯A料。

7.如权利要求6所述的挤爆式封孔工艺，其特征在于：所述内囊袋、外囊袋的容积比为1:1.1，浆液一和浆液二的注入比为1:1，所述外圈设置内、外囊袋的抽采管为多根，在第一根抽采管的内囊袋破裂并使其内、外囊袋的浆液一和浆液二混合均匀后，将其塞入孔内，后将第二根所述抽采管的内囊袋破裂并使其内、外囊袋的浆液一和浆液二混合均匀后，与第一根抽采管首尾连接，将第二根抽采管也塞入孔内进行封孔，如此往复，直至所有抽采管的总长达到预定的封孔长度，实现完全封孔。

8.一种吹胀式封孔工艺，其特征在于：包括如下步骤：（1）先制作如权利要求1所述的封孔器，（2）将浆液一和浆液二分别通过两注入管注入内囊袋和外囊袋，并将外囊袋的注入管封口，将内囊袋注入管的控制阀关闭或将内囊袋的注入管封堵；（3）使用时，打开内囊袋连接的注入管，通过与内囊袋连接的注入管向内囊袋注入压风，使内囊袋破裂，摇晃封孔器，使浆液一和浆液二混合均匀后塞入孔内进行封孔；所述浆液一为聚氨酯A料或者聚氨酯B料，浆液二相应为聚氨酯B料或者聚氨酯A料。

9.如权利要求8所述的吹胀式封孔工艺，其特征在于：所述内囊袋、外囊袋的容积比为1:1.1，浆液一和浆液二的注入比为1:1，所述外圈设置内、外囊袋的抽采管为多根，在第一根抽采管的内囊袋破裂并使其内、外囊袋的浆液一和浆液二混合均匀后，将其塞入孔内，后将第二根所述抽采管的内囊袋破裂并使其内、外囊袋的浆液一和浆液二混合均匀后，与第一根抽采管首尾连接，将第二根抽采管也塞入孔内进行封孔，如此往复，直至所有抽采管的总长达到预定的封孔长度，实现完全封孔。

10.如权利要求9所述的吹胀式封孔工艺，其特征在于：所述与内囊袋连接的注入管上设有控制阀。

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