CN104343415A - 瓦斯抽采钻孔注胀式囊袋封孔器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了瓦斯抽采钻孔注胀式囊袋封孔器，属于瓦斯抽采钻孔注浆封孔技术领域，至少包括两个密封煤层钻孔的封孔囊袋和穿过其内腔的瓦斯抽采管、注浆管、返浆管，所述封孔囊袋间隔设置在注浆管的两端，在煤层钻孔内至少形成一个密闭空间，所述注浆管在封孔囊袋内的通路上均设置有单向爆破阀A，在密闭空间内的通路上均设置有单向爆破阀B,所述单向爆破阀A的爆破压力小于单向爆破阀B的爆破压力。本发明通过设置封孔囊袋和爆破阀，先后向封孔囊袋内和封孔囊袋之间的密封空间注射封孔浆体，封孔囊袋迅速膨胀，最终使得囊袋与孔壁之间和密封空间浆体与孔壁之间紧密结合，紧紧的堵住煤层钻孔，封孔效果可靠，操作简洁。
Description
技术领域
本发明涉及瓦斯抽采钻孔注浆封孔技术领域，尤其是涉及一种煤矿井下瓦斯抽采钻孔注胀式囊袋封孔器。
背景技术
钻孔抽采瓦斯是煤矿瓦斯灾害防治、煤层气开发及利用的主要技术手段，在煤矿瓦斯抽采工作中，钻孔密封技术一直是制约瓦斯抽采的难题，目前常用的钻孔密封技术有水泥砂浆封堵、聚氨酯发泡封堵、瓦斯抽采封堵器封堵、气压式膨胀胶囊封堵等钻孔密封等。水泥砂浆封堵技术在国内矿井采用较多，该技术具有封孔速度快，初期效果好等特点，但是，普通水泥砂浆凝固后收缩明显，水泥与煤壁易产生裂隙形成漏气通道，影响抽采效果；聚氨酯发泡封堵技术具有操作方便、封孔快速的特点，但聚氨酯发泡材料对煤体的渗透性差，与煤壁的结合面很不稳定，随时间的推移易产生漏气通道，封孔效果较差；瓦斯抽采封堵器价格比较昂贵，操作复杂，且封堵效果不稳定，不适于大规模的采用；气压式膨胀胶囊封堵的不足之处是管路较多，操作复杂，且胶囊与煤壁结合不密实，钻孔易漏气。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种操作便捷、封孔效果可靠的瓦斯抽采钻孔注胀式囊袋封孔器，以便解决现有技术中封孔效果差和操作复杂等问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
瓦斯抽采钻孔注胀式囊袋封孔器，至少包括两个密封煤层钻孔的封孔囊袋和穿过其内腔的瓦斯抽采管、注浆管、返浆管，所述封孔囊袋间隔设置在注浆管的两端，在煤层钻孔内至少形成一个密闭空间，所述注浆管在封孔囊袋内的通路上均设置有单向爆破阀A，在密闭空间内的通路上均设置有单向爆破阀B,所述单向爆破阀A的爆破压力小于单向爆破阀B的爆破压力，所述返浆管的入口设置在密闭空间内，出口设置在煤层钻孔外部。
进一步，所述注胀式封孔囊袋两端均设置有偏心橡胶圈，所述偏心橡胶圈上设置有金属卡箍。
进一步，所述注浆管采用分段式，所述偏心橡胶圈与注浆管的连接处设置有快接接头。
进一步，所述封孔囊袋采用双层结构，从里到外依次为密封隔膜层和膨胀布袋层。
本发明的有益效果是：
本发明通过间隔设置在煤层钻孔内的至少两个封孔囊袋和设置在注浆管上的爆破阀控制下，先后向封孔囊袋内和封孔囊袋之间的密封空间注射封孔浆体，在封孔浆体作用下，封孔囊袋迅速膨胀，最终导致囊袋与孔壁之间和密封空间浆体与孔壁之间紧密结合，紧紧的堵住煤层钻孔，封孔效果可靠，操作简洁，同时，通过设置返浆管可确认浆体注满密闭空间，避免因过度注射浆体压力过高而导致危险的情况，进一步提高封孔的可靠性。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：
图1是本发明瓦斯抽采钻孔注胀式囊袋封孔器的结构示意图；
图2是本发明瓦斯抽采钻孔注胀式囊袋封孔器的剖面图；
图示标记：1-瓦斯抽采管；2-快接接头；3-偏心橡胶圈；4-螺纹；5-金属卡箍；6-1-单向爆破阀A；6-2-单向爆破阀B；7-封孔囊袋；7-1-密封隔膜层；7-2-膨胀布袋层；8-注浆管；9-密闭空间；10-堵头；11-返浆管；12-煤层钻孔；13-孔壁.
具体实施方式
以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
如图所示，本发明的瓦斯抽采钻孔注胀式囊袋封孔器，至少包括两个密封煤层钻孔12的封孔囊袋7和穿过其内腔的瓦斯抽采管1、注浆管8、返浆管11，本实施例优选采用两个封孔囊袋12，所述封孔囊袋12间隔设置在注浆管8的两端，在煤层钻孔12内形成一个密闭空间9，在注射封孔浆体时，封孔囊袋7可以完全封住煤层钻孔12，所述注浆管8在封孔囊袋7内的通路上均设置有单向爆破阀A6-1，在密闭空间内的通路上均设置有单向爆破阀B6-2，所述单向爆破阀A6-1的爆破压力小于单向爆破阀B6-2的爆破压力，可使单向爆破阀A6-1先于单向爆破阀B6-2爆破，对封孔囊袋7内注射浆体，在封孔囊袋7间形成密闭空间9，此时，单向爆破阀B6-2爆破，对密闭空间9注射浆体实现封孔，所述返浆管11的入口设置在密闭空间9内，出口设置在煤层钻孔12外部，可以通过返浆管11往外流出浆体判断密闭空间9内已充满而停止注浆操作，所述返浆管材料的挤压强度、剪切强度应大于单向爆破阀B6-2的爆破压力对返浆管11外表面产生的挤压应力，防止返浆管11在爆破压力的作用下发生破损，影响判断而误操作，可提高其操作的可靠性。
本发明通过间隔设置在煤层钻孔内的两个封孔囊袋7，并在单向爆破阀A6-1和B6-2控制下，先后向封孔囊袋7内和封孔囊袋7之间的密封空间9注射封孔浆体，在封孔浆体作用下，封孔囊袋7迅速膨胀，最终使得囊袋与煤壁之间和密封空间浆体与煤壁之间紧密结合，紧紧的堵住煤层钻孔，封孔效果可靠，操作简洁，同时，通过设置返浆管可确认浆体注满密闭空间，避免因过度注射浆体压力过高而导致危险的情况，提高封孔操作过程的安全性。
本实施例中，所述注胀式封孔囊袋两端均设置有偏心橡胶圈3，所述偏心橡胶圈3上设置金属卡箍5，可将封孔囊袋7和偏心橡胶圈3固定在瓦斯抽采管1上，防止滑移，保证使用过程安全可靠。
本实施例中，所述注浆管8采用分段式，所述偏心橡胶圈3与注浆管3的连接处设置有快接接头2，所述快接接头2通过螺纹4与偏心橡胶圈3螺纹通孔连接，采用此结构可任意设置煤层钻孔内注浆管的长度，适应不同深度的煤层钻孔，并且方便煤层钻孔外部与注浆管的连接，每次使用只需将注浆管3与快接接头2连接上就可以工作，使操作简洁，可靠性高。
本实施例中，所述封孔囊袋采用双层结构，从里到外依次为密封隔膜层7-1和膨胀布袋层7-2。在内层的密封隔膜，可起包裹注浆材料的作用，同时也可紧固在瓦斯抽采管的外壁上；在外层的膨胀布袋，可增加封孔囊袋与孔壁13的摩擦，提高囊袋与孔壁13结合的紧密性，避免注浆过程中浆体从囊袋与煤壁的缝隙中漏出，从而保证其封孔的可靠性。
本实施例的操作过程：首先将注浆管8按图1方式连接，再将本封孔器插入到煤层钻孔12内，本封孔器两封孔囊袋7之间瓦斯抽采管1的长度并非固定，可根据现场需要定制，本实施例为8-12m。将本封孔器插入到煤层钻孔12内预设位置后，利用注浆泵向注浆管8内注浆，当注浆压力达到一定数值时，爆破压力较小的单向爆破阀A6-1首先被打开，浆体开始注入封孔囊袋7，随着浆体的不断注入，封孔囊袋7的体积和囊袋内液体压力都不断增大，最终囊袋与孔壁紧密结合，从而在两个囊袋之间形成一个密闭空间9；随着注浆压力的继续增加，注浆管8上的单向爆破阀B6-2被打开，由于单向爆破阀B6-2位于密闭空间9内，浆体通过单向爆破阀B6-2注入到密闭空间9内，最终浆体将密闭空间9注满，当返浆管11的端口出现浆体时，表明密闭空间9内以备浆体注满，此时关闭注浆泵，封堵返浆管11，注浆封孔器注浆操作完成。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (4)
1.瓦斯抽采钻孔注胀式囊袋封孔器，其特征在于：至少包括两个密封煤层钻孔的封孔囊袋和穿过其内腔的瓦斯抽采管、注浆管、返浆管，所述封孔囊袋间隔设置在注浆管的两端，在煤层钻孔内至少形成一个密闭空间，所述注浆管在封孔囊袋内的通路上均设置有单向爆破阀A，在密闭空间内的通路上均设置有单向爆破阀B,所述单向爆破阀A的爆破压力小于单向爆破阀B的爆破压力，所述返浆管的入口设置在密闭空间内，出口设置在煤层钻孔外部。
2.根据权利要求1所述的瓦斯抽采钻孔注胀式囊袋封孔器，其特征在于：所述注胀式封孔囊袋两端均设置有偏心橡胶圈，所述偏心橡胶圈上设置有金属卡箍。
3.根据权利要求2所述的瓦斯抽采钻孔注胀式囊袋封孔器，其特征在于：所述注浆管采用分段式，所述偏心橡胶圈与注浆管的连接处设置有快接接头。
4.根据权利要求1-3所述的瓦斯抽采钻孔注胀式囊袋封孔器，其特征在于：所述封孔囊袋采用双层结构，从里到外依次为密封隔膜层和膨胀布袋层。
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