CN107313799A - 一种用于瓦斯抽采的密封及泄露封堵装置及方法 - Google Patents

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郭春生
周建斌
左胜
郑鑫
吕鸿明
李丽
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Abstract

本发明公开了一种用于瓦斯抽采的密封及泄露封堵装置及方法，注浆囊袋Ⅰ、注浆囊袋Ⅱ和注浆囊袋Ⅲ在瓦斯抽采管外壁从外向内顺序固定，注浆管的一端为注浆口并处于注浆囊袋Ⅰ的上方，注浆管依次穿过注浆囊袋Ⅰ、注浆囊袋Ⅱ和注浆囊袋Ⅲ后其另一端密封，所述注浆管分别处于注浆囊袋Ⅰ、注浆囊袋Ⅱ和注浆囊袋Ⅲ内的管路上均设有出浆孔，所述注浆管处于注浆囊袋Ⅱ和注浆囊袋Ⅲ之间的管路上设有浆液压力阀；所述注液管的一端处于注浆囊袋Ⅰ的外侧，注液管的另一端穿过注浆囊袋Ⅰ处于注浆囊袋Ⅰ和注浆囊袋Ⅱ之间。无需额外设备即可快速对瓦斯抽采进行多次封堵，从而节约成本并提高封堵速度；另外多次封堵采用液体封堵可有效充填裂隙，保证多次封堵的密封效果。

Description

一种用于瓦斯抽采的密封及泄露封堵装置及方法
技术领域
本发明涉及一种用于瓦斯抽采的密封及泄露封堵装置及方法。
背景技术
瓦斯抽采是瓦斯矿井进行煤矿开采前必要的工作之一，然而由于抽采瓦斯时其漏气情况的发生从而导致抽采率低的问题，这不仅限制了煤矿的产能还带来了一定的安全问题。瓦斯抽放率低的主要原因之一是瓦斯孔封堵质量低；现有技术都是在回采巷道的侧壁打设瓦斯抽采孔然后放入瓦斯抽采管后将瓦斯抽采管与瓦斯抽采孔之间进行封堵，目前的封堵方法主要包括聚氨酯封孔法和“两堵一注”封孔法，这些方法采用的封堵装置在完成抽采封堵的初期，其封堵效果较好，瓦斯抽采率较高，但是随着煤矿的开采会导致周围煤岩体的垮落，由于上述封堵方法都是采用水泥凝固或聚氨酯凝固与周围煤岩体密封，随着煤岩体的垮落或变形，由于封堵装置的水泥凝固后与煤岩体之间为刚性连接，因此当煤岩体形变后封堵装置与煤岩体之间就会产生裂隙，这些裂隙最终导致空气从裂隙进入瓦斯抽采孔内，进而使瓦斯抽采率持续降低。目前对上述这种封堵装置产生裂隙发生漏气的情况具有行之有效的再次封堵方式。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种用于瓦斯抽采的密封及泄露封堵装置及方法，无需额外设备即可快速对瓦斯抽采进行多次封堵，从而节约成本并提高封堵速度；另外首次封堵之后的多次封堵采用粘性液体封堵可有效充填裂隙，保证多次封堵的密封效果。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于瓦斯抽采的密封及泄露封堵装置，包括瓦斯抽采管、注浆囊袋Ⅰ、注浆囊袋Ⅱ、注浆囊袋Ⅲ、注浆管和注液管，注浆囊袋Ⅰ、注浆囊袋Ⅱ和注浆囊袋Ⅲ在瓦斯抽采管外壁从外自内顺序固定，注浆管的一端为注浆口并处于注浆囊袋Ⅰ的外侧，注浆管依次穿过注浆囊袋Ⅰ、注浆囊袋Ⅱ和注浆囊袋Ⅲ后其另一端密封，所述注浆管分别处于注浆囊袋Ⅰ、注浆囊袋Ⅱ和注浆囊袋Ⅲ内的管路上均设有出浆孔，所述注浆管处于注浆囊袋Ⅱ和注浆囊袋Ⅲ之间的管路上设有浆液压力阀；所述注液管的一端处于注浆囊袋Ⅰ的外侧，注液管的另一端穿过注浆囊袋Ⅰ处于注浆囊袋Ⅰ和注浆囊袋Ⅱ之间。
进一步，所述注浆管和注液管均为聚氯乙烯管。
进一步，所述注浆囊袋Ⅰ、注浆囊袋Ⅱ和注浆囊袋Ⅲ均为已知塑胶材质制成。
一种用于瓦斯抽采的密封及泄露封堵的方法，具体步骤为：
A、在回采工作面的巷道壁选取位置后进行瓦斯抽采钻孔；
B、将封堵装置放入已钻成的瓦斯抽采孔内；
C、通过注浆口向注浆管内注入封孔浆液，封孔浆液分别通过出浆孔对注浆囊袋Ⅰ、注浆囊袋Ⅱ和注浆囊袋Ⅲ内进行充填，直至注浆囊袋Ⅰ、注浆囊袋Ⅱ和注浆囊袋Ⅲ分别与瓦斯抽采孔的孔壁压紧密封；
D、注浆管内持续注入封孔浆液，当注浆管内的压力大于浆液压力阀的开启压力时，封孔浆液通过浆液压力阀进入注浆囊袋Ⅱ、注浆囊袋Ⅲ和瓦斯抽采孔之间形成的容纳腔，直至注浆管注满停止，等到封孔浆液凝固后完成瓦斯抽采孔的一次封堵；
E、若在瓦斯抽采过程中瓦斯抽采浓度持续降低，则瓦斯抽采管与煤岩体之间的封堵发生漏气情况，此时通过注液管向注浆囊袋Ⅰ、注浆囊袋Ⅱ和瓦斯抽采孔之间形成的容纳腔内注入粘性液体，同时瓦斯抽采管持续进行抽采使得瓦斯抽采孔内部处于负压状态，粘性液体受大气压作用进入煤岩体与一次封堵后产生的裂隙内，粘性液体持续注入直至瓦斯抽采管内抽采的瓦斯浓度升高后停止并封堵注液管的端口，完成瓦斯抽采的二次封堵；
F、如瓦斯抽采孔再次发生漏气情况，重复步骤E对发生漏气的裂隙再次进行封堵。
进一步，所述封孔浆液为矿用封孔材料。
进一步，所述粘性液体为高分子粘性堵漏剂。
与现有技术相比，本发明采用瓦斯抽采管、注浆囊袋Ⅰ、注浆囊袋Ⅱ、注浆囊袋Ⅲ、注浆管和注液管相结合的方式，通过注浆管先将注浆囊袋Ⅰ、注浆囊袋Ⅱ和注浆囊袋Ⅲ充起后使得注浆囊袋Ⅰ、注浆囊袋Ⅱ和注浆囊袋Ⅲ对瓦斯抽采管与瓦斯抽采钻孔之间的初步密封，然后通过在注浆囊袋Ⅱ和注浆囊袋Ⅲ之间持续注入封孔浆液并凝固后，可起到一次封堵的效果；然后在瓦斯抽采过程中如封堵装置发生漏气情况下，此时回采工作面的空气就会通过裂隙进入瓦斯抽采孔内，导致从瓦斯抽采孔内抽出的瓦斯混有进入的空气，降低抽采出的瓦斯浓度，然后通过注液管在注浆囊袋Ⅰ和注浆囊袋Ⅱ之间注入粘性液体，通过抽采管持续的抽采瓦斯抽采孔内产生负压，进而大气压会推动粘性液体进入产生的裂隙，进行二次封堵，最终隔绝回采工作面的空气进入瓦斯抽采孔内；由于粘性液体可长时间的保持不凝固状态，因此如后续再发生漏气情况，可再次注入粘性液体进行再次封堵。本发明无需额外设备即可快速对瓦斯抽采进行多次封堵，从而节约成本并提高封堵速度；另外首次封堵之后的多次封堵采用粘性液体封堵可有效充填裂隙，保证多次封堵的密封效果。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明实施过程的示意图。
图中：1、注浆口，2、注液管，3、注浆囊袋Ⅰ，4、瓦斯抽采管，5、注浆管，6、出浆孔，7、注浆囊袋Ⅱ，8、浆液压力阀，9、注浆囊袋Ⅲ，10、瓦斯抽采孔。
具体实施方式
下面将对本发明作进一步说明。
以图1中的左方为外侧，右方为内侧进行描述：如图1至图2所示，一种用于瓦斯抽采的密封及泄露封堵装置，包括瓦斯抽采管4、注浆囊袋Ⅰ3、注浆囊袋Ⅱ7、注浆囊袋Ⅲ9、注浆管5和注液管2，注浆囊袋Ⅰ3、注浆囊袋Ⅱ7和注浆囊袋Ⅲ9在瓦斯抽采管4外壁从外自内顺序固定，注浆管5的一端为注浆口1并处于注浆囊袋Ⅰ3的外侧，注浆管5依次穿过注浆囊袋Ⅰ3、注浆囊袋Ⅱ7和注浆囊袋Ⅲ9后其另一端密封，所述注浆管5分别处于注浆囊袋Ⅰ3、注浆囊袋Ⅱ7和注浆囊袋Ⅲ9内的管路上均设有出浆孔6，所述注浆管5处于注浆囊袋Ⅱ7和注浆囊袋Ⅲ9之间的管路上设有浆液压力阀8；所述注液管2的一端处于注浆囊袋Ⅰ3的外侧，注液管2的另一端穿过注浆囊袋Ⅰ3处于注浆囊袋Ⅰ3和注浆囊袋Ⅱ7之间。
进一步，所述注浆管5和注液管2均为聚氯乙烯管。
进一步，所述注浆囊袋Ⅰ3、注浆囊袋Ⅱ7和注浆囊袋Ⅲ9均为已知塑胶材质制成。
一种用于瓦斯抽采的密封及泄露封堵的方法，具体步骤为：
A、在回采工作面的巷道壁选取位置后进行瓦斯抽采钻孔；
B、将封堵装置放入已钻成的瓦斯抽采孔10内；
C、通过注浆口1向注浆管5内注入封孔浆液，封孔浆液分别通过出浆孔6对注浆囊袋Ⅰ3、注浆囊袋Ⅱ7和注浆囊袋Ⅲ9内进行充填，直至注浆囊袋Ⅰ3、注浆囊袋Ⅱ7和注浆囊袋Ⅲ9分别与瓦斯抽采孔10的孔壁压紧密封；这样在注浆囊袋Ⅱ7和注浆囊袋Ⅲ9之间形成容纳腔，便于后续注入封孔浆液时能使封孔浆液相对稳定在容纳腔内并凝固，防止其向井下流动导致封孔浆液凝固后的封堵效果；
D、注浆管5内持续注入封孔浆液，当注浆管5内的压力大于浆液压力阀8的开启压力时，封孔浆液通过浆液压力阀8进入注浆囊袋Ⅱ7、注浆囊袋Ⅲ9和瓦斯抽采孔10之间形成的容纳腔，直至注浆管5注满停止，等到封孔浆液凝固后完成瓦斯抽采孔10的一次封堵；浆液压力阀8的作用为先使封孔浆液充满注浆囊袋Ⅰ3、注浆囊袋Ⅱ7和注浆囊袋Ⅲ9后，此时注浆管5内具有一定压力后浆液压力阀8打开，然后封孔浆液再开始对注浆囊袋Ⅱ7和注浆囊袋Ⅲ9之间进行充填，这样由于形成容纳腔使得封孔浆液相对固定，从而便于凝固后的封堵；
E、若在瓦斯抽采过程中瓦斯抽采浓度持续降低，则瓦斯抽采管4与煤岩体之间的封堵发生漏气情况，此时通过注液管2向注浆囊袋Ⅰ3、注浆囊袋Ⅱ7和瓦斯抽采孔10之间形成的容纳腔内注入粘性液体，同时瓦斯抽采管4持续进行抽采使得瓦斯抽采孔内部处于负压状态，粘性液体受大气压作用进入煤岩体与一次封堵后产生的裂隙内，粘性液体持续注入直至瓦斯抽采管4内抽采的瓦斯浓度升高后停止并封堵注液管2的端口，完成瓦斯抽采的二次封堵；
F、如瓦斯抽采孔再次发生漏气情况，重复步骤E对发生漏气的裂隙再次进行封堵。
进一步，封孔浆液为矿用封孔材料。
进一步，所述粘性液体为高分子粘性堵漏剂。

Claims (6)

1.一种用于瓦斯抽采的密封及泄露封堵装置，包括瓦斯抽采管(4)，其特征在于，还包括注浆囊袋Ⅰ(3)、注浆囊袋Ⅱ(7)、注浆囊袋Ⅲ(9)、注浆管(5)和注液管(2)，注浆囊袋Ⅰ(3)、注浆囊袋Ⅱ(7)和注浆囊袋Ⅲ(9)在瓦斯抽采管(4)外壁从外自内顺序固定，注浆管(5)的一端为注浆口(1)并处于注浆囊袋Ⅰ(3)的外侧，注浆管(5)依次穿过注浆囊袋Ⅰ(3)、注浆囊袋Ⅱ(7)和注浆囊袋Ⅲ(9)后其另一端密封，所述注浆管(5)分别处于注浆囊袋Ⅰ(3)、注浆囊袋Ⅱ(7)和注浆囊袋Ⅲ(9)内的管路上均设有出浆孔(6)，所述注浆管(5)处于注浆囊袋Ⅱ(7)和注浆囊袋Ⅲ(9)之间的管路上设有浆液压力阀(8)；所述注液管(2)的一端处于注浆囊袋Ⅰ(3)的外侧，注液管(2)的另一端穿过注浆囊袋Ⅰ(3)处于注浆囊袋Ⅰ(3)和注浆囊袋Ⅱ(7)之间。
2.根据权利要求1所述的用于瓦斯抽采的密封及泄露封堵装置，其特征在于，所述注浆管(5)和注液管(2)均为聚氯乙烯管。
3.根据权利要求1所述的用于瓦斯抽采的密封及泄露封堵装置，其特征在于，所述注浆囊袋Ⅰ(3)、注浆囊袋Ⅱ(7)和注浆囊袋Ⅲ(9)均为已知塑胶材质制成。
4.一种利用权利要求1所述的用于瓦斯抽采封堵装置的封堵方法，其特征在于，具体步骤为：
A、在回采工作面的巷道壁选取位置后进行瓦斯抽采钻孔；
B、将封堵装置放入已钻成的瓦斯抽采孔(10)内；
C、通过注浆口(1)向注浆管(5)内注入封孔浆液，封孔浆液分别通过出浆孔(6)对注浆囊袋Ⅰ(3)、注浆囊袋Ⅱ(7)和注浆囊袋Ⅲ(9)内进行充填，直至注浆囊袋Ⅰ(3)、注浆囊袋Ⅱ(7)和注浆囊袋Ⅲ(9)分别与瓦斯抽采孔(10)的孔壁压紧密封；
D、注浆管(5)内持续注入封孔浆液，当注浆管(5)内的压力大于浆液压力阀(8)的开启压力时，封孔浆液通过浆液压力阀(8)进入注浆囊袋Ⅱ(7)、注浆囊袋Ⅲ(9)和瓦斯抽采孔(10)之间形成的容纳腔，直至注浆管(5)注满停止，等到封孔浆液凝固后完成瓦斯抽采孔(10)的第一次封堵；
E、若在瓦斯抽采过程中瓦斯抽采浓度持续降低，则瓦斯抽采管(4)与煤岩体之间的封堵发生漏气情况，此时通过注液管(2)向注浆囊袋Ⅰ(3)、注浆囊袋Ⅱ(7)和瓦斯抽采孔(10)之间形成的容纳腔内注入粘性液体，同时瓦斯抽采管(4)持续进行抽采使得瓦斯抽采孔内部处于负压状态，粘性液体受大气压作用进入煤岩体与一次封堵后产生的裂隙内，粘性液体持续注入直至瓦斯抽采管(4)内抽采的瓦斯浓度升高后停止并封堵注液管(2)的端口，完成瓦斯抽采的二次封堵。
F、如瓦斯抽采孔再次发生漏气情况，重复步骤E对发生漏气的裂隙再次进行封堵。
5.根据权利要求4所述的用于瓦斯抽采封堵装置的封堵方法，其特征在于，所述封孔浆液为矿用封孔材料。
6.根据权利要求4所述的用于瓦斯抽采封堵装置的封堵方法，其特征在于，所述粘性液体为高分子粘性堵漏剂。
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