CN103362472B - 外注式瓦斯抽放及煤层注水封孔器 - Google Patents
外注式瓦斯抽放及煤层注水封孔器 Download PDFInfo
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Abstract
外注式瓦斯抽放及煤层注水封孔器，包括抽放管、左封头、右封头和高压软管，左封头和右封头分别套在抽放管的左端和右端，左封头与抽风管之间设有左密封圈，右封头与抽风管之间设有右密封圈，高压软管左端与左封头连接，高压软管右端与右封头连接，高压软管内壁与抽放管外壁之间形成圆筒形的密闭空腔，左封头左端面设有通液管，左封头上设有连通密闭空腔与通液管的通液孔，左封头与抽放管之间设有用于固定左封头的固定结构。本发明采用高压液体从通液管注入密闭空腔内，使高压软管膨胀变粗，同时右封头沿抽放管左移，起到快速封堵孔眼的目的，大大提高了封孔力，既可用于瓦斯抽放封孔，又可用于煤层注水封孔，且封孔性能不受注水压力的影响。
Description
技术领域
本发明属于煤矿安全生产技术领域，尤其涉及一种外注式瓦斯抽放及煤层注水封孔器。
背景技术
目前，瓦斯突出是煤矿井下一种严重的自然灾害，严重制约煤矿的安全生产。目前瓦斯治理的有效措施有煤层钻孔后进行瓦斯抽放，煤层注水将瓦斯强行压出等。瓦斯抽放或煤层注水均将抽放管封在孔眼内，传统的封孔方法是采用水泥砂浆封孔，由于水泥砂浆凝固后会产生收缩，使得封孔不严密，瓦斯抽放时产生漏气现象，影响瓦斯抽放效果。
目前，国内煤矿上主要采用液力膨胀式封孔器。如专利号为ZL201110215070.5的中国发明专利公开了一种煤壁注水封孔器，注水水压迫使橡胶管变粗挤压孔眼来达到封堵孔眼的目的，由于橡胶管膨胀时其长度不变，使得橡胶管壁厚变薄强度降低，易出现橡胶管爆裂现象，同时封孔力受出水管前端单向阀的预设定压力限制，且结构复杂，只能用于煤层注水，不能用于瓦斯抽放。另外专利号为ZL201210277438.5的中国发明专利公开了一种抽放瓦斯及注浆用封孔器，橡胶膨胀管注入浆体后膨胀，其长度尺寸受套管的约束不能改变，使得橡胶膨胀管壁厚变薄，强度降低，易出现橡胶膨胀管爆裂现象；注浆完成后封孔器与孔眼间的浆体凝固收缩，使得凝固的浆体与孔眼壁间产生裂隙，造成封孔不严密；封孔的浆体凝固后橡胶膨胀管不能缩回，使得封孔器不能从孔眼内取出，不能多次使用，增加了抽放瓦斯及注浆成本，同时也给后续的采煤带来障碍。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种可重复多次使用，寿命长，结构简单，封孔力稳定，既能用于瓦斯抽放，又能用于煤层注水的外注式瓦斯抽放及煤层注水封孔器。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：外注式瓦斯抽放及煤层注水封孔器，包括抽放管、左封头、右封头和高压软管，左封头和右封头的中心分别开设有与抽放管外径相当的左通孔和右通孔，左封头和右封头分别套在抽放管的左端和右端，左封头和右封头的内壁分别设有左环形密封槽和右环形密封槽，左环形密封槽内安装有左密封圈，右环形密封槽内安装有右密封圈，高压软管的内径大于抽放管的外径，高压软管左端通过左索管环与左封头连接，高压软管右端通过右索管环与右封头连接，高压软管内壁与抽放管外壁之间形成圆筒形的密闭空腔，左封头左端面设有通液管，左封头上设有连通密闭空腔与通液管的通液孔，左封头与抽放管之间设有用于固定左封头的固定结构。
所述固定结构包括左封头内壁开设的内环形定位槽以及抽放管外壁开设的与内环形定位槽对应的外环形定位槽，左封头上设有分别与内环形定位槽和外环形定位槽对称两端连通的U型插孔，U型插孔内插设有U型卡。
采用上述技术方案，在使用时，先将本发明插入要封孔的孔眼内至合适位置，在通液管左端接截止阀和高压供液管，打开截止阀，高压液体经截止阀、通液管进入可膨胀的高压软管与抽放管之间的密闭空腔内，迫使可膨胀的高压软管变粗，由于左封头通过固定结构与抽放管连接，高压软管的膨胀力拉动右封头沿抽放管向左移动，当供液压力恒定时关闭截止阀，拆除高压供液管，完成封孔作业。
回收时，打开截止阀，密闭空腔内的液体在高压软管恢复力的作用下，经通液管和截止阀流出，可膨胀的高压软管变细到自由状态，同时右封头沿抽放管向右移动，当通液管内无液体流出时，将本发明从孔眼内拔出，完成回收作业。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明既可用于瓦斯抽放封孔，又可用于煤层注水封孔，使用范围广。
2、本发明的封孔力取决于封孔供液压力，与瓦斯抽放压力和煤层注水压力无关，封孔力稳定。
3、本发明的高压软管膨胀变粗时，右封头沿抽放管向左移动，轴向变短，可膨胀高压软管只承受径向力，使用寿命大大提高。
4、本发明结构简单，制造容易，可多次重复使用，非常利于在采矿领域推广实施。
附图说明
图1是是本发明轴向剖面结构示意图；
图2是本发明在封孔状态下轴向剖面结构示意图；
图3是本发明的左封头轴向剖面示意图；
图4是本发明的右封头轴向剖面示意图。
图中各部件的附图标记为：1-抽放管，2-内环形定位槽，3-通液管，4-左封头，5-左索管环，6-高压软管，7-右索管环，8-右封头，9-右密封圈，10-右环形密封槽，11-左密封圈，12-左环形密封槽，13-U型卡，14-外环形定位槽，15-左通孔，16-通液孔，17-右通孔，18-U型插孔，19-密闭空腔。
具体实施方式
如图1～图4所示，本发明的外注式瓦斯抽放及煤层注水封孔器，包括抽放管1、左封头4、右封头8和高压软管6，左封头4和右封头8的中心分别开设有与抽放管1外径相当的左通孔15和右通孔17，左封头4和右封头8分别套在抽放管1的左端和右端，左封头4和右封头8的内壁分别设有左环形密封槽12和右环形密封槽10，左环形密封槽12内安装有左密封圈11，右环形密封槽10内安装有右密封圈9，高压软管6的内径大于抽放管1的外径，高压软管6左端通过左索管环5与左封头4连接，高压软管6右端通过右索管环7与右封头8连接，高压软管6内壁与抽放管1外壁之间形成圆筒形的密闭空腔19，左封头4左端面设有通液管3，左封头4上设有连通密闭空腔19与通液管3的通液孔16，左封头4与抽放管1之间设有用于固定左封头4的固定结构。
固定结构包括左封头4内壁开设的内环形定位槽2以及抽放管1外壁开设的与内环形定位槽2对应的外环形定位槽14，左封头4上设有分别与内环形定位槽2和外环形定位槽14对称两端连通的U型插孔18，U型插孔18内插设有U型卡13。
本发明在使用时，先将本发明插入要封孔的孔眼内至合适位置，在通液管3左端接截止阀和高压供液管，打开截止阀，高压液体经截止阀、通液管3进入可膨胀的高压软管6与抽放管1之间的密闭空腔19内，迫使可膨胀的高压软管6变粗，由于左封头4通过固定结构与抽放管1连接，高压软管6的膨胀力拉动右封头8沿抽放管1向左移动，当供液压力恒定时关闭截止阀，拆除高压供液管，完成封孔作业。
回收时，打开截止阀，密闭空腔19内的液体在高压软管6恢复力的作用下，经通液管3和截止阀流出，可膨胀的高压软管6变细到自由状态，同时右封头8沿抽放管1向右移动，当通液管3内无液体流出时，将本发明从孔眼内拔出，完成回收作业。
上面所述的实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明涉及构思的前提下，对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围。
Claims (1)
1.外注式瓦斯抽放及煤层注水封孔器，其特征在于：包括抽放管、左封头、右封头和高压软管，左封头和右封头的中心分别开设有与抽放管外径相当的左通孔和右通孔，左封头和右封头分别套在抽放管的左端和右端，左封头和右封头的内壁分别设有左环形密封槽和右环形密封槽，左环形密封槽内安装有左密封圈，右环形密封槽内安装有右密封圈，高压软管的内径大于抽放管的外径，高压软管左端通过左索管环与左封头连接，高压软管右端通过右索管环与右封头连接，高压软管内壁与抽放管外壁之间形成圆筒形的密闭空腔，左封头左端面设有通液管，左封头上设有连通密闭空腔与通液管的通液孔，左封头与抽放管之间设有用于固定左封头的固定结构，所述固定结构包括左封头内壁开设的内环形定位槽以及抽放管外壁开设的与内环形定位槽对应的外环形定位槽，左封头上设有分别与内环形定位槽和外环形定位槽对称两端连通的U型插孔，U型插孔内插设有U型卡。
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