CN105545250A - 一种深封型封孔器及封孔方法 - Google Patents
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Abstract
一种深封型封孔器，可解决传统封孔器工艺复杂及操作繁琐的技术问题。包括并列设置的抽气管和注浆管，所述抽气管和注浆管在封孔段的两端位置分别设置一个密封的囊袋，靠近孔口位置的为孔口囊袋，靠近孔底位置为孔底囊袋，所述囊袋包裹在抽气管和注浆管的外部，注浆管的末端封闭并且设置在孔底囊袋的底部，所述注浆管在囊袋内部位置设置单向阀，在两囊袋之间设置爆破阀，还包括花管，花管上设置若干槽口，花管一端固定在孔底囊袋底部外，另一端设置尖锥，所述抽气管的末端伸出孔底囊袋底部连接在花管的槽口里，所述抽气管在靠近孔底端设置若干孔。本发明的深封型封孔器把下管、封孔和抽采一体化，方便简便减少操作流程。
Description
技术领域
本发明涉及矿井各类抽放钻孔封孔领域，具体涉及一种深封型封孔器及封孔方法。
背景技术
由于在开拓和建设巷道的施工过程中使巷道由岩(煤)壁向内形成松动圈及裂隙带，普通封孔产品的封孔原理是采用“两堵一注”从孔口向内封孔，封孔长度根据围岩裂隙带的范围由矿方技术措施要求而定，当巷道围岩松动圈或裂隙带发育严重时，在封孔前需对该巷道进行喷、注浆等密封措施。普通的封孔产品，需与PVC瓦斯抽放管配套使用才能抽采瓦斯，且PVC瓦斯抽放管要下入到孔底，操作繁琐且封孔成本较高。
发明内容
本发明提出的一种深封型封孔器，可解决传统封孔器工艺复杂及操作繁琐的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种深封型封孔器，包括并列设置的抽气管和注浆管，所述抽气管和注浆管在封孔段的两端位置分别设置一个密封的囊袋，靠近孔口位置的为孔口囊袋，靠近孔底位置为孔底囊袋，所述囊袋包裹在抽气管和注浆管的外部，注浆管的末端封闭并且设置在孔底囊袋的底部，所述注浆管在囊袋内部位置设置单向阀，在两囊袋之间设置爆破阀，还包括花管，花管上设置若干槽口，花管一端固定在孔底囊袋底部外，另一端设置尖锥，所述抽气管的末端伸出孔底囊袋底部连接在花管的槽口里，所述抽气管在靠近孔底端设置若干孔。
进一步的，所述囊袋内部、两个囊袋之间以及孔口囊袋到孔口之间，分别设置pvc管，所述孔底囊袋的底部设置实心锥，实心锥的一端接口在孔底囊袋外，与花管连接，实心锥的另一端在孔底囊袋内，与对应的pvc管连接，所述孔底囊袋的顶部以及孔口囊袋的两端位置别设置一个空心锥,所述空心锥分别固定连接对应的pvc管。
进一步的，所述抽气管在孔外的一端连接抽采合茬接头。
进一步的，所述注浆管在孔底囊袋内设置两个单向阀，在孔口囊袋内设置一个单向阀。
进一步的，所述注浆管与注浆泵之间通过设置快速接头连接。
一种深封型封孔器的封孔方法，包括以下步骤：
(1)注浆准备；
1.1)根据孔型选择相应规格型号的封孔器产品及组件，并检查是否完好无损；
1.2)连接好注浆泵、搅拌器，空转检验注浆泵、搅拌器是否工作正常，验证压力表是否完好；
1.3)按所需量准备好注浆材料；
(2)封孔过程；
2.1)打开封孔器包装,区分开抽气管与注浆管并将其排放整齐，把花管任意一端与尖锥连接，将抽气管带有孔的一端穿入开有槽口的花管中，并固定好；
2.2)将一根pvc管穿入底部囊袋中,孔底囊袋底端用实心锥连接，并将孔底囊袋固定在pvc管上，孔底囊袋前端则用空心锥固定连接；
2.3)把两囊袋之间对应的pvc管穿入对应的空心锥，固定好并由管箍依次连接；
2.4)孔口囊袋与孔底囊袋安装方式相同,按顺序接入孔内,此时整套装置安装完毕；
2.5)整套装置在封孔前装置完好后由4分管送入孔底，将装置送到位、封孔结束后逐根抽回，可反复使用；
2.6)孔口抽气管固定
将孔口抽气管固定好，将孔口囊袋上的注浆管与注浆泵出口连接，即可进行注浆操作；
2.7)注浆液配比
在搅拌桶内调配注浆液；
(3)注浆操作；
3.1)在确认以上准备工作无误后启动注浆泵；
3.2)注浆开始后操作人员需时刻注意观察压力表数值变化情况；
3.3)爆破片打开后，继续注浆封堵两囊袋的中间孔段；
3.4)注浆结束及清洗
注满带压后先将注浆泵泄压，然后去掉注浆管连接管，并对孔口注浆管弯折封堵处理，此时整个过程即为结束；
(4)合茬抽采；
封孔结束一定时间后，封孔材料充分凝固排出孔内积水,煤层内瓦斯通过把抽气管与抽采合茬接头连接后，统一抽采。
进一步的所述步骤1.2)中验证压力表的检验方法为：取适量长度的PE管，一端连接泵另一端折住，泵入清水看压力表有无数值。
进一步的，所述步骤2.7)中注浆液调配比例为水灰比0.8:1。
进一步的，所述步骤2.7)在调配注浆液和注浆过程中要不停搅拌。
进一步的，所述步骤3.1)还包括注浆泵进气阀手柄控制在打开行程的三分之一至二分之一处。
本发明的深封型封孔器比普通型封孔器增加一套封孔组件，此套组件把下管、封孔、抽采三大工序结合于一体，优点如下：
1、设置尖锥可清除障碍，减小穿孔难度。
2、设置实心锥可密封和保护囊袋，防止“两堵”被破坏而失效。
3、用四分铁管将装置送入孔内后逐根抽回，可反复使用，无需全程下pvc管，减少封孔成本。
4、下管、封孔和抽采一体化，方便简便减少操作流程。
5、封孔操作自动化，封孔器送入钻孔后，只需启动注浆泵即可实现整个钻孔封孔过程自动化操作，解决了因人工操作不规范带来的封孔质量不稳定问题，同时可以减轻工人的劳动强度，提高劳动效率。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
一种深封型封孔器，包括并列设置的抽气管1和注浆管2，所述抽气管1和注浆管2在封孔段的两端位置分别设置一个密封的囊袋3，靠近孔口位置的为孔口囊袋31，靠近孔底位置为孔底囊袋32，所述囊袋3包裹在抽气管1和注浆管2的外，注浆管2的末端封闭并且设置在孔底囊袋32的底部，所述注浆管2在囊袋3内部位置设置单向阀4，在两囊袋3之间设置爆破阀5，还包括花管7，花管7上设置若干槽口，花管7一端固定在孔底囊袋32底部外部，另一端设置尖锥8，所述抽气管1的末端伸出孔底囊袋32底部连接在花管7的槽口里，所述抽气管1在靠近孔底端设置若干孔。
所述囊袋3内部、两个囊袋3之间以及孔口囊袋31到孔口之间，分别设置一根pvc管10，所述孔底囊袋32的底部设置实心锥6，实心锥6的一端接口在孔底囊袋32外，与花管7连接，实心锥6的另一端在孔底囊袋32内，与对应的pvc管10连接，所述孔底囊袋32的顶部以及孔口囊袋31的两端位置别设置一个空心锥9,所述空心锥9分别固定连接对应的pvc管10。
所述抽气管1在孔外的一端连接抽采合茬接头11，方便统一抽采。
所述注浆管2在孔底囊袋32内设置两个单向阀4，在孔口囊袋31内设置一个单向阀4。
所述注浆管2与注浆泵之间通过设置快速接头12连接，方便操作。
以下是上述深封型封孔器对应的封孔方法：
(1)注浆准备
1)根据孔型选择相应规格型号的封孔器产品及组件，并检查是否完好无损；
2)根据见煤点距孔口深度预算好所用四分铁管13长度备用；
3)连接好注浆泵、搅拌器，空转检验注浆泵、搅拌器是否工作正常，验证压力表是否完好(应选用量值范围0～6MPa的隔膜压力表)，检验方法：取适量长度的PE管，一端连接泵另一端折住，泵入清水看压力表有无数值，检查搅拌桶内不得有碎石子、煤块、凝固水泥块等杂物，防止堵塞注浆管路，造成封孔失败；
4)按所需量准备好注浆材料(一般情况6米封孔长度所用封孔材料为50-60Kg,围岩裂隙情况不同用量不同)，注意检查注浆材料完好，无硬化结块现象，否则，应停止使用。
(2)封孔过程
1)打开封孔器包装,区分开抽气管1与注浆管2并将其排放整齐,选小槽花管任意一丝端与尖锥连接，将封孔器一端带有花孔的抽气管1穿入开有大槽的1寸PVC花管中,用管箍将大槽的1寸PVC花管与小槽pvc花管连接,前端装入大尖锥穿入孔内，1寸PVC花管的根数根据穿煤长度而调节,比如穿煤10米需用5根；
2)将1寸pvc短管穿入孔底囊袋32中,囊袋前端用实心锥6连接,并用铁丝、扎条或宽胶带将囊袋固定在短管上,囊袋后端则用空心锥9连接,使PE抽气管1和注浆管通过实心锥6的槽口里减少划擦受损,实心锥的作用是密封1寸pvc花管7端部，以实现见煤处的全断面封孔；
3)两囊袋3中间为“一注”空间,此距离为4米(3根1寸pvc实管),若围岩裂隙范围较广亦可为6米,1寸pvc实管逐根穿入孔中并由管箍依次连接；
4)孔口囊袋31与孔底囊袋32安装方式相同,按顺序接入孔内,此时整套装置安装完毕；
5)整套装置在封孔前装置完好后由四分铁管13送入孔底，四分铁管总长度根据见煤点距孔口深度预算好备用，将装置送到位、封孔结束后逐根抽回，可反复使用；
6)孔口套管固定
将孔口抽放套管用铁丝固定在钻孔附近的支护材料上，将孔口囊袋31上的PE注浆管与至注浆泵出口注浆管连接，即可进行注浆操作；
7)注浆液配比
在搅拌桶内按水灰比0.8∶1(水为0.8，灰为1)的比例调配注浆液，在调配浆液和注浆过程中的过程中需不停搅拌，以免浆液凝固。
(3)注浆操作
1)在确认以上准备工作无误后启动注浆泵，开始注浆时速度不宜过快，注浆泵进气阀手柄一般控制在打开行程的三分之一至二分之一处；
2)注浆开始后操作人员需时刻注意观察压力表数值变化情况(此项非常关键，压力表数值的变化直接反应注浆情况，是分析孔内各项情况的依据)，在囊袋3未注满带压前注浆压力一般不高于0.6MPa，在囊袋即将注满时压力会快速上升至爆破阀设定压力值2.0MPa左右，爆破片爆破后的瞬间，压力值会急速下降并接近0位，说明爆破片正常打开；
3)爆破片打开后，继续注浆封堵两囊袋的中间孔段
此时速度可适当提高，爆破片打开，继续在两个囊袋的中间孔段进行注浆，中间段即将注满时压力表数值会持续上升，在上升至(1.2～1.5)MPa时停止注浆，观察压力数值情况，正常情况应为带压后压力数值基本保持不变，若压力不能保持，则说明未能注满，需继续尝试注浆直至注满并保持带压。
4)注浆结束及清洗
注满带压后需先将注浆泵泄压，然后去掉注浆管连接管，并对孔口注浆管弯折封堵处理，此时整个过程即为结束。
注浆完成后需及时清洗注浆泵，并将隔膜压力表拆卸下来，对表身下部的孔内进行清洗，防止有注浆材料残留影响表的准确性，清洗完成后装回即可，搅拌桶内剩余注浆材料应进行处理并清洗干净，防止结块的颗粒在下次注浆时堵塞注浆泵或注浆管。
(4)合茬抽采
封孔结束24小时后，封孔材料充分凝固排出孔内积水,煤层内瓦斯通过pvc花管经PE管用铜外丝接头、异径接头与干管合茬后统一抽采。
本实施例的深封型封孔器比普通型封孔器增加一套封孔组件，此套组件把下管、封孔、抽采三大工序结合于一体，优点如下：
1、设置尖锥可清除障碍，减小穿孔难度。
2、实心锥可密封和保护囊袋，防止“两堵”被破坏而失效。
3、四分铁管将装置送入孔内后逐根抽回，可反复使用，无需全程下pvc管，减少封孔成本。
4、封孔段为6-8米，节省10-15米封孔段水泥用量，减少封孔成本。
5、PE管，瓦斯抽放用，一根PE管从pvc花管内出来直接到干管合茬口处，排除pvc接管漏气现象。
6、变径内丝接头接管合茬用，合茬操作简便，排除铁丝扎橡胶管合茬漏气现象。
7、下管、封孔和抽采一体化，方便简便，降低了工人劳动强度，缩短了施工时间。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种深封型封孔器，包括并列设置的抽气管(1)和注浆管(2)，所述抽气管(1)和注浆管(2)在封孔段的两端位置分别设置一个密封的囊袋(3)，靠近孔口位置的为孔口囊袋(31)，靠近孔底位置为孔底囊袋(32)，所述囊袋(3)包裹在抽气管(1)和注浆管(2)的外部，注浆管(2)的末端封闭并且设置在孔底囊袋(32)的底部，所述注浆管(2)在囊袋(3)内部位置设置单向阀(4)，在两囊袋(3)之间设置爆破阀(5)，其特征在于：还包括花管(7)，花管(7)上设置若干槽口，花管(7)一端固定在孔底囊袋(32)底部外部，另一端设置尖锥(8)，所述抽气管(1)的末端伸出孔底囊袋(32)底部连接在花管(7)的槽口里，所述抽气管(1)在靠近孔底端设置若干孔。
2.根据权利要求1所述的深封型封孔器，其特征在于：所述囊袋(3)内部、两个囊袋(3)之间以及孔口囊袋(31)到孔口之间，分别设置pvc管(10)，所述孔底囊袋(32)的底部设置实心锥(6)，实心锥(6)的一端接口在孔底囊袋(32)外，与花管(7)连接，实心锥(6)的另一端在孔底囊袋(32)内，与对应的pvc管(10)连接，所述孔底囊袋(32)的顶部以及孔口囊袋(31)的两端位置别设置一个空心锥(9),所述空心锥(9)分别固定连接对应的pvc管(10)。
3.根据权利要求2所述的深封型封孔器，其特征在于：所述抽气管(1)在孔外的一端连接抽采合茬接头(11)。
4.根据权利要求3所述的深封型封孔器，其特征在于：所述注浆管(2)在孔底囊袋(32)内设置两个单向阀(4)，在孔口囊袋(31)内设置一个单向阀(4)。
5.根据权利要求4所述的深封型封孔器，其特征在于：所述注浆管(2)与注浆泵之间通过设置快速接头(12)连接。
6.根据权利要求2-5任意一项所述的深封型封孔器的封孔方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)注浆准备；
1.1)根据孔型选择相应规格型号的封孔器产品及组件，并检查是否完好无损；
1.2)连接好注浆泵、搅拌器，空转检验注浆泵、搅拌器是否工作正常，验证压力表是否完好；
1.3)按所需量准备好注浆材料；
(2)封孔过程；
2.1)打开封孔器包装,区分开抽气管与注浆管并将其排放整齐，把花管(7)任意一端与尖锥(8)连接，将抽气管(1)带有孔的一端穿入开有槽口的花管(7)中，并固定好；
2.2)将一根pvc管(10)穿入底部囊袋(32)中,孔底囊袋(32)底端用实心锥(6)连接，并将孔底囊袋(32)固定在pvc管(10)上，孔底囊袋(32)前端则用空心锥(9)连接；
2.3)把两囊袋之间对应的pvc管(10)穿入对应的空心锥(9)，固定好并由管箍依次连接；
2.4)孔口囊袋(31)与孔底囊袋(32)安装方式相同,按顺序接入孔内,此时整套装置安装完毕；
2.5)整套装置在封孔前装置完好后由四分铁管(13)送入孔底，将装置送到位、封孔结束后逐根抽回，可反复使用；
2.6)孔口抽气管(1)固定
将孔口抽气管(1)固定好，将孔口囊袋(31)上的注浆管(2)与注浆泵出口连接，即可进行注浆操作；
2.7)注浆液配比
在搅拌桶内调配注浆液；
(3)注浆操作；
3.1)在确认以上准备工作无误后启动注浆泵；
3.2)注浆开始后操作人员需时刻注意观察压力表数值变化情况；
3.3)爆破片打开后，继续注浆封堵两囊袋的中间孔段；
3.4)注浆结束及清洗
注满带压后先将注浆泵泄压，然后去掉注浆管连接管，并对孔口注浆管弯折封堵处理，此时整个过程即为结束；
(4)合茬抽采；
封孔结束一定时间后，封孔材料充分凝固排出孔内积水,煤层内瓦斯通过把抽气管(1)与抽采合茬接头(11)连接后，统一抽采。
7.根据权利要求6所述的深封型封孔器的封孔方法，其特征在于：所述步骤1.2)中验证压力表的检验方法为：取适量长度的PE管，一端连接泵另一端折住，泵入清水看压力表有无数值。
8.根据权利要求7所述的深封型封孔器的封孔方法，其特征在于：所述步骤2.7)中注浆液调配比例为水灰比0.8:1。
9.根据权利要求8所述的深封型封孔器的封孔方法，其特征在于：所述步骤2.7)在调配注浆液和注浆过程中要不停搅拌。
10.根据权利要求9所述的深封型封孔器的封孔方法，其特征在于：所述步骤3.1)还包括注浆泵进气阀手柄控制在打开行程的三分之一至二分之一处。
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