CN105649573A - 一种煤矿钻孔用压封孔装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤矿钻孔用压封孔装置及其使用方法,煤矿钻孔用压封孔装置包括一端伸入钻孔内的封孔装置本体，封孔装置本体包括封孔铁管，封孔铁管的侧壁上套接有捆扎部，捆扎部远离钻孔的一端内捆扎有注浆管,注浆管远离钻孔的一端通过连接部连接聚氨酯容器；使用煤矿钻孔用压封孔装置对钻孔进行封孔的方法，包括：捆扎固定海绵一，将注浆管捆扎到固定海绵一内，捆扎固定海绵二，连接护孔管；将封孔铁管伸入钻孔内；使用快干水泥封堵钻孔入口；将注浆管连接快速接头，将快速接头连接出浆管，将出浆管与出浆口连接；将聚氨酯注入到钻孔中；使用本发明的技术方案，通过聚氨酯能够对煤矿钻孔封孔段及孔壁裂隙进行有效充填，提高了安全性。

Description

一种煤矿钻孔用压封孔装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及煤矿封孔设备技术领域，特别涉及一种煤矿钻孔用压封孔装置及其使用方法。

背景技术

在煤矿生产中，高位钻孔是在风巷向煤层顶板岩层中施工的钻孔，主要作用是以工作面回采采动压力形成的顶板裂隙作为通道来抽放瓦斯，并且减小上邻近层瓦斯涌向工作面的可能性，同时，对采空区下部的瓦斯起到拉动作用，减少采空区瓦斯向工作面的涌出量和上隅角的瓦斯含量。

影响高位钻孔抽放效果的因素有：关键层（冒落带与裂隙带之间）、钻孔直径、抽放负压、钻孔有效深度等。抽采负压由抽采系统及封孔严密性所决定，保证封孔严密性，是保证抽采效果的重要措施。

现有的煤矿高位钻场中均采用水泥浆带压封孔。

在使用水泥浆对高位钻场的钻孔进行封孔时，水泥沉淀后封孔段顶端有水，减少了实际封孔的长度，受钻孔倾角的影响，一般钻孔倾角为6°～15°，水泥沉淀后封孔顶端呈水平面状，也减少了实际的封孔长度。

在使用水泥浆对高位钻场的钻孔进行封孔时，钻孔封孔后受采动及地应力影响，会产生变形，使水泥浆封孔段受挤压变形折断，导致漏气，影响了密封效果。

由此可见，使用水泥浆对高位钻场的钻孔进行封孔时，受采动影响及水泥浆物理性质的缺陷，会造成钻孔漏气，抽采效果差，从而增加了采空区瓦斯向工作面的涌出量和上隅角的瓦斯含量，容易导致安全事故发生。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种提高了安全性的煤矿钻孔用压封孔装置。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：一种煤矿钻孔用压封孔装置，包括一端伸入钻孔内的封孔装置本体，封孔装置本体包括封孔铁管，封孔铁管的侧壁上套接有捆扎部，捆扎部远离钻孔的一端内捆扎有注浆管,注浆管远离钻孔的一端通过连接部连接聚氨酯容器。

优选的，捆扎部包括捆扎在封孔铁管侧壁两端的固定海绵一，两端的固定海绵一之间设有捆扎在封孔铁管侧壁中部的固定海绵二，远离钻孔一端的固定海绵一内捆扎有注浆管。

优选的，连接部包括与注浆管远离钻孔的一端可拆卸连接的快速接头，快速接头的另一端可拆卸连接有出浆管，出浆管的另一端与聚氨酯容器的出浆口可拆卸连接。

优选的，聚氨酯容器包括聚氨酯容置槽，聚氨酯容置槽的下表面设有与出浆管连接的出浆口，聚氨酯容置槽的上表面设有进料口与进风口，聚氨酯容置槽的侧壁上设有一端与地面连接的支撑架。

优选的，聚氨酯容置槽为沙漏形。

优选的，封孔铁管靠近钻孔的一端连接有护孔管，护孔管的一端抵在钻孔壁上。

优选的，注浆管与出浆管均为4分软管。

一种使用煤矿钻孔用压封孔装置对钻孔进行封孔的方法，包括以下步骤：

（1）先将封孔铁管的侧壁两端分别捆扎固定海绵一，并将注浆管捆扎到远离钻孔一端的固定海绵一内，再在两端的固定海绵一之间捆扎固定海绵二，接着将封孔铁管伸入钻孔的一端连接护孔管；

（2）将连接上护孔管的封孔铁管伸入钻孔内，直到护孔管抵在钻孔壁上；

（3）使用快干水泥封堵住钻孔入口；

（4）将注浆管远离钻孔的一端连接快速接头，将快速接头的另一端连接出浆管，将出浆管的另一端与聚氨酯容器的出浆口连接；

（5）打开聚氨酯容器的进风口，将聚氨酯容器中的聚氨酯陆续通过出浆管、快速接头和注浆管注入到钻孔中。

采用以上技术方案的有益效果是：封孔铁管的侧壁上套接有捆扎部，捆扎部远离钻孔的一端内捆扎有注浆管,捆扎部包括捆扎在封孔铁管侧壁两端的固定海绵一，两端的固定海绵一之间设有捆扎在封孔铁管侧壁中部的固定海绵二，远离钻孔一端的固定海绵一内捆扎有注浆管，通过固定海绵一和固定海绵二可以将封孔铁管侧壁的一部分包裹住，减少了缝隙，从而减少了需要使用的聚氨酯数量，节约了成本，也能将注浆管固定在钻孔中，保证了使用中的稳定性，提高了安全性；注浆管远离钻孔的一端通过连接部连接聚氨酯容器，通过聚氨酯容器中的聚氨酯膨胀发泡后，能够对煤矿钻孔封孔段及孔壁裂隙进行有效充填，从而实现带压密闭封孔，提高了封孔效果，进一步提高了安全性；使用聚氨酯封孔能消除水泥浆封孔中有效封孔段短的问题，能将需封孔区域全部密闭充填，保证封孔严密性，提高了安全性；聚氨酯发泡后具有一定的弹性，受挤压后不会产生裂隙，保证了封孔的严密性，进一步提高了安全性；使用聚氨酯封孔的抽采纯流量比使用水泥浆封孔的抽采纯流量大大增加，提高了抽采率，保证了工作面安全回采，进一步提高了安全性。

连接部包括与注浆管远离钻孔的一端可拆卸连接的快速接头，快速接头的另一端可拆卸连接有出浆管，工作人员通过快速接头，不需要使用工具即可将出注浆管与出浆管连通或断开，便于工作人员在注完聚氨酯黑料后及时向钻孔中注入聚氨酯白料，有效节约了工作时间，提高了工作效率，降低了工作人员的劳动强度；出浆管的另一端与聚氨酯容器的出浆口可拆卸连接，出浆管与出浆口可拆卸连接，便于工作人员定期对出浆管和出浆口进行清洁保养，进一步降低了工作人员的劳动强度，提高了工作效率。

聚氨酯容器包括聚氨酯容置槽，聚氨酯容置槽的下表面设有与出浆管连接的出浆口，通过出浆口便于将聚氨酯注入到出浆管中，提高了工作效率；聚氨酯容置槽的上表面设有进料口与进风口，设置进料口便于工作人员向聚氨酯容器中填充聚氨酯，聚氨酯容器为压风容器，设置进风口便于通过风力将聚氨酯容器里的聚氨酯输送到出浆管中，提高了工作效率，节约了成本；聚氨酯容置槽的侧壁上设有一端与地面连接的支撑架，保证了使用中的稳定性，提高了安全性。

聚氨酯容置槽为沙漏形，便于聚氨酯出料，提高了工作效率。

封孔铁管靠近钻孔的一端连接有护孔管，护孔管的一端抵在钻孔壁上，能够防止松软煤层塌孔，提高了安全性。

注浆管与出浆管均为4分软管，便于将出浆管中的聚氨酯通过注浆管注入到钻孔中进行封孔工作，提高了工作效率。

先将封孔铁管的侧壁两端分别捆扎固定海绵一，并将注浆管捆扎到远离钻孔一端的固定海绵一内，再在两端的固定海绵一之间捆扎固定海绵二，接着将封孔铁管伸入钻孔的一端连接护孔管，通过固定海绵一和固定海绵二可以将封孔铁管侧壁的一部分包裹住，减少了缝隙，从而减少了需要使用的聚氨酯数量，节约了成本，将注浆管捆扎到远离钻孔一端的固定海绵一内，保证了使用中的稳定性，提高了安全性。

将连接上护孔管的封孔铁管伸入钻孔内，直到护孔管抵在钻孔壁上，通过护孔管能够防止松软煤层塌孔，提高了安全性。

使用快干水泥封堵住钻孔入口，快干水泥有凝结硬化快、小时强度高和长期强度稳定的优点，使用快干水泥对钻孔入口进行封堵，提高了工作效率，节约了工作时间。

将注浆管远离钻孔的一端连接快速接头，将快速接头的另一端连接出浆管，将出浆管的另一端与聚氨酯容器的出浆口连接，便于将聚氨酯容器中的聚氨酯输送到钻孔中，提高了工作效率，降低了工作人员的劳动强度。

打开聚氨酯容器的进风口，将聚氨酯容器中的聚氨酯陆续通过出浆管、快速接头和注浆管注入到钻孔中，聚氨酯容器为压风容器，打开进风口，便于通过风力将聚氨酯容器里的聚氨酯陆续经过出浆管、快速接头和注浆管注入到钻孔中，提高了工作效率，节约了成本；使用聚氨酯对钻孔进行封孔，在聚氨酯膨胀发泡后，能够对煤矿钻孔封孔段及孔壁裂隙进行有效充填，从而实现带压密闭封孔，提高了封孔效果，进一步提高了安全性；使用聚氨酯封孔能解决水泥浆封孔中有效封孔段短的问题，能将需封孔区域全部密闭充填，保证封孔严密性，提高了安全性；聚氨酯发泡后具有一定的弹性，受挤压后不会产生裂隙，保证了封孔的严密性，进一步提高了安全性；使用聚氨酯封孔的抽采纯流量比使用水泥浆封孔的抽采纯流量大大增加，提高了抽采率，保证了工作面安全回采，进一步提高了安全性。

附图说明

图1是本发明一种煤矿钻孔用压封孔装置的结构示意图；

图2是图1所示本发明一种煤矿钻孔用压封孔装置中“封孔铁管、捆扎部、注浆管和护孔管”的局部示意图。

图中标记为：1、钻孔；2、封孔铁管；3、注浆管；4、固定海绵一；5、固定海绵二；6、聚氨酯；7、快速接头；8、出浆管；9、出浆口；10、聚氨酯容置槽；11、进料口；12、进风口；13、支撑架；14、护孔管。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明一种煤矿钻孔用压封孔装置及其使用方法的优选实施方式。

图1和图2出示本发明一种煤矿钻孔用压封孔装置的具体实施方式：该煤矿钻孔用压封孔装置，包括一端伸入钻孔1内的封孔装置本体，封孔装置本体包括封孔铁管2，封孔铁管2的侧壁上套接有捆扎部，捆扎部远离钻孔1的一端内捆扎有注浆管3,捆扎部包括捆扎在封孔铁管2侧壁两端的固定海绵一4，两端的固定海绵一4之间设有捆扎在封孔铁管2侧壁中部的固定海绵二5，远离钻孔1一端的固定海绵一4内捆扎有注浆管3，通过固定海绵一4和固定海绵二5可以将封孔铁管2侧壁的一部分包裹住，减少了缝隙，从而减少了需要使用的聚氨酯6数量，节约了成本，也能将注浆管3固定在钻孔1中，保证了使用中的稳定性，提高了安全性；注浆管3远离钻孔1的一端通过连接部连接聚氨酯容器，通过聚氨酯容器中的聚氨酯6膨胀发泡后，能够对煤矿钻孔封孔段及孔壁裂隙进行有效充填，从而实现带压密闭封孔，提高了封孔效果，进一步提高了安全性；使用聚氨酯6封孔能消除水泥浆封孔中有效封孔段短的问题，能将需封孔区域全部密闭充填，保证封孔严密性，提高了安全性；聚氨酯6发泡后具有一定的弹性，受挤压后不会产生裂隙，保证了封孔的严密性，进一步提高了安全性；使用聚氨酯6封孔的抽采纯流量比使用水泥浆封孔的抽采纯流量大大增加，提高了抽采率，保证了工作面安全回采，进一步提高了安全性。

连接部包括与注浆管3远离钻孔1的一端可拆卸连接的快速接头7，快速接头7的另一端可拆卸连接有出浆管8，工作人员通过快速接头7，不需要使用工具即可将出注浆管3与出浆管8连通或断开，便于工作人员在注完聚氨酯黑料后及时向钻孔中注入聚氨酯白料，有效节约了工作时间，提高了工作效率，降低了工作人员的劳动强度；出浆管8的另一端与聚氨酯容器的出浆口9可拆卸连接，出浆管8与出浆口9可拆卸连接，便于工作人员定期对出浆管8和出浆口9进行清洁保养，进一步降低了工作人员的劳动强度，提高了工作效率。

聚氨酯容器包括聚氨酯容置槽10，聚氨酯容置槽10的下表面设有与出浆管8连接的出浆口，通过出浆口9便于将聚氨酯6注入到出浆管8中，提高了工作效率；聚氨酯容置槽10的上表面设有进料口11与进风口12，设置进料口11便于工作人员向聚氨酯容器中填充聚氨酯6，聚氨酯容器为压风容器，设置进风口12便于通过风力将聚氨酯容器里的聚氨酯6输送到出浆管8中，提高了工作效率，节约了成本；聚氨酯容置槽10的侧壁上设有一端与地面连接的支撑架13，保证了使用中的稳定性，提高了安全性。

聚氨酯容置槽10为沙漏形，便于聚氨酯6出料，提高了工作效率。

封孔铁管2靠近钻孔1的一端连接有护孔管14，护孔管14的一端抵在钻孔壁上，能够防止松软煤层塌孔，提高了安全性。

注浆管3与出浆管8均为4分软管，便于将出浆管8中的聚氨酯6通过注浆管3注入到钻孔1中进行封孔工作，提高了工作效率。

下面给出了一份使用水泥浆封孔与使用聚氨酯膨胀封孔的抽采参数对比表。

本发明还出示了一种使用煤矿钻孔用压封孔装置对钻孔进行封孔的方法。

先将封孔铁管2的侧壁两端分别捆扎固定海绵一4，并将注浆管3捆扎到远离钻孔1一端的固定海绵一4内，再在两端的固定海绵一4之间捆扎固定海绵二5，接着将封孔铁管2伸入钻孔1的一端连接护孔管14，通过固定海绵一4和固定海绵二5可以将封孔铁管2侧壁的一部分包裹住，减少了缝隙，从而减少了需要使用的聚氨酯6数量，节约了成本，将注浆管3捆扎到远离钻孔1一端的固定海绵一4内，保证了使用中的稳定性，提高了安全性。

将连接上护孔管14的封孔铁管2伸入钻孔1内，直到护孔管14抵在钻孔壁上，通过护孔管14能够防止松软煤层塌孔，提高了安全性。

使用快干水泥封堵住钻孔1入口，快干水泥有凝结硬化快、小时强度高和长期强度稳定的优点，使用快干水泥对钻孔1入口进行封堵，提高了工作效率，节约了工作时间。

将注浆管3远离钻孔1的一端连接快速接头7，将快速接头7的另一端连接出浆管8，将出浆管8的另一端与聚氨酯容器的出浆口9连接，便于将聚氨酯容器中的聚氨酯6输送到钻孔1中，提高了工作效率，降低了工作人员的劳动强度。

打开聚氨酯容器的进风口12，将聚氨酯容器中的聚氨酯6陆续通过出浆管8、快速接头7和注浆管3注入到钻孔1中，聚氨酯容器为压风容器，打开进风口12，便于通过风力将聚氨酯容器里的聚氨酯6陆续经过出浆管8、快速接头7和注浆管3注入到钻孔1中，提高了工作效率，节约了成本；使用聚氨酯6对钻孔1进行封孔，在聚氨酯6膨胀发泡后，能够对煤矿钻孔封孔段及孔壁裂隙进行有效充填，从而实现带压密闭封孔，提高了封孔效果，进一步提高了安全性；使用聚氨酯6封孔能消除水泥浆封孔中有效封孔段短的问题，能将需封孔区域全部密闭充填，保证封孔严密性，提高了安全性；聚氨酯6发泡后具有一定的弹性，受挤压后不会产生裂隙，保证了封孔的严密性，进一步提高了安全性；使用聚氨酯6封孔的抽采纯流量比使用水泥浆封孔的抽采纯流量大大增加，提高了抽采率，保证了工作面安全回采，进一步提高了安全性。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种煤矿钻孔用压封孔装置，包括一端伸入钻孔内的封孔装置本体，其特征在于：所述的封孔装置本体包括封孔铁管，封孔铁管的侧壁上套接有捆扎部，封孔部远离钻孔的一端内捆扎有注浆管,注浆管远离钻孔的一端通过连接部连接聚氨酯容器。

2.根据权利要求1所述的煤矿钻孔用压封孔装置，其特征在于：所述的捆扎部包括捆扎在封孔铁管侧壁两端的固定海绵一，两端的固定海绵一之间设有捆扎在封孔铁管侧壁中部的固定海绵二，远离钻孔一端的固定海绵一内捆扎有注浆管。

3.根据权利要求2所述的煤矿钻孔用压封孔装置，其特征在于：所述的连接部包括与注浆管远离钻孔的一端可拆卸连接的快速接头，快速接头的另一端可拆卸连接有出浆管，出浆管的另一端与聚氨酯容器的出浆口可拆卸连接。

4.根据权利要求3所述的煤矿钻孔用压封孔装置，其特征在于：所述的聚氨酯容器包括聚氨酯容置槽，聚氨酯容置槽的下表面设有与出浆管连接的出浆口，聚氨酯容置槽的上表面设有进料口与进风口，聚氨酯容置槽的侧壁上设有一端与地面连接的支撑架。

5.根据权利要求4所述的煤矿钻孔用压封孔装置，其特征在于：所述的聚氨酯容置槽为沙漏形。

6.根据权利要求5所述的煤矿钻孔用压封孔装置，其特征在于：所述的封孔铁管靠近钻孔的一端连接有护孔管，护孔管的一端抵在钻孔壁上。

7.根据权利要求6所述的煤矿钻孔用压封孔装置，其特征在于：所述的注浆管与出浆管均为4分软管。

8.使用权利要求1所述的煤矿钻孔用压封孔装置对钻孔进行封孔的方法，包括以下步骤：

（1）先将封孔铁管的侧壁两端分别捆扎固定海绵一，并将注浆管捆扎到远离钻孔一端的固定海绵一内，再在两端的固定海绵一之间捆扎固定海绵二，接着将封孔铁管伸入钻孔的一端连接护孔管；

（2）将连接上护孔管的封孔铁管伸入钻孔内，直到护孔管抵在钻孔壁上；

（3）使用快干水泥封堵住钻孔入口；

（4）将注浆管远离钻孔的一端连接快速接头，将快速接头的另一端连接出浆管，将出浆管的另一端与聚氨酯容器的出浆口连接；

（5）打开聚氨酯容器的进风口，将聚氨酯容器中的聚氨酯陆续通过出浆管、快速接头和注浆管注入到钻孔中。