CN108825165A - 一种瓦斯抽采钻孔便捷注射式封孔器及封孔方法 - Google Patents
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Abstract
一种瓦斯抽采钻孔便捷注射式封孔器，主要由前部挡板、材料室、反应气囊和挤压活塞组成，前部挡板固定在材料室的前端，挤压活塞由后端密封安装在材料室内，挤压活塞的尾端固定连接有活塞杆，前部挡板、材料室、挤压活塞和活塞杆的中部具有相连通的与抽采管外径相配合的贯穿孔，抽采管密封安装在贯穿孔内，在材料室的外围设有反应气囊，材料室靠近前部挡板的材料室外壁底端开有与反应气囊连通的连接孔，连接孔处安装塞子，材料室通过中间安装的隔板分成两间，两间材料室中分别装有聚氨酯A料与B料。本发明能够让封孔材料在钻孔内预定的封孔位置处进行反应，操作步骤简单，可极大降低人工操作上的失误对封孔效果的影响。
Description
技术领域
本发明涉及一种瓦斯抽采钻孔便捷注射式封孔器及封孔方法，属于煤矿井下瓦斯抽采与封孔相关技术领域。
背景技术
我国现阶段开采的煤矿多为高瓦斯矿井，因此井下瓦斯抽采效果很大程度上影响着矿井生产效率。而抽采钻孔封孔效果又是井下瓦斯抽采效果的重要影响因素之一，因此高效的封孔措施是当今煤矿高效生产必不可少的技术之一。
我国传统采用的抽采钻孔封孔技术多是利用聚氨酯AB料在钻孔外提前反应，然后塞进抽采钻孔内进行封堵。由于封孔材料在钻孔外就已经开始反应，因此这种方法对时间要求较高，如果聚氨酯AB料在钻孔外反应程度过高，便会降低封孔效果。而且这种方法操作方法一般较为繁琐，封孔材料是人工添加，也容易产生材料浪费问题。
为了进一步地获得较好地封孔效果，已知的一种用于钻孔的封孔装置，公开号为CN205858264U，具体公开内容如下：包括封孔管、囊袋、内堵漏塞、外堵漏塞和拉绳；封孔管的两端分别套设有内堵漏塞和外堵漏塞，且封孔管的两端分别从内堵漏塞和外堵漏塞中穿出；囊袋包括囊膜，囊膜同轴环绕设置于封孔管的外部，并与封孔管的外壁形成密封的环形囊袋；囊膜的厚度≤1mm；囊袋内设置有至少两个隔挡，隔挡将囊袋分隔成至少两个相互不连通的囊室；拉绳的一端固定连接于至少一个隔挡上，另一端穿出外堵漏塞；囊袋用于盛装包含多种组份的封孔材料，囊室分别用于盛装所述封孔材料的其中一种组份。该封孔装置，只要拉动拉绳，即可移除或扯破隔挡，使各个囊室内的封孔材料混合并发生反应而膨胀，从而实现对钻孔的密封。但是该封孔装置为普通钻孔封孔装置，不适用于抽采钻孔封孔，因为抽采钻孔中间有一根抽采管，而普通钻孔只是一个孔。此外，所述封孔剂混合方式为用拉绳撕开隔膜，但是拉绳没有预留固定装置，容易发生误拉，使封孔材料提前混合。
还已知一种胶囊封孔器及胶囊封孔装置(CN203188960U)，主要为解决现有封孔器不能重复使用等缺陷而设计，胶囊封孔器包括储存器、胶囊、以及控制部；储存器用于储存膨胀源；胶囊设置在储存器和控制部的外侧，且形成密闭空间；控制部能向储存器内输入膨胀源，且能释放胶囊内的膨胀体。胶囊封孔装置包括串接的至少两个胶囊封孔器。该胶囊封孔装置也为普通钻孔封孔装置，不适用于抽采钻孔封孔。由于该装置利用控制部将封孔剂注入气囊，其内部结构和操作方法十分复杂，不利于井下工人使用，制造成本应该也很高。
再者，一种煤矿井下钻孔用多胶囊封孔装置及其封孔方法(CN106930720A)，同样只适用于普通钻孔的封孔，并且由于其封孔剂混合方式为用线旋转触发杆，如果螺丝生锈或者螺丝太紧，线很难旋转螺丝，并且线容易断掉，封孔剂混合效果难以保证。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种瓦斯抽采钻孔便捷注射式封孔器及封孔方法，能够让封孔材料在钻孔内预定的封孔位置处进行反应，极大改善了由于封孔材料提前反应所产生的封孔效果劣化问题，同时其操作步骤简单，可极大降低人工操作上的失误对封孔效果的影响。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：
一种瓦斯抽采钻孔便捷注射式封孔器，主要由前部挡板、材料室、反应气囊和挤压活塞组成，前部挡板固定在材料室的前端，挤压活塞由后端密封安装在材料室内，挤压活塞的尾端固定连接有活塞杆，前部挡板、材料室、挤压活塞和活塞杆的中部具有相连通的与抽采管外径相配合的贯穿孔，抽采管密封安装在贯穿孔内，在材料室的外围设有反应气囊，材料室靠近前部挡板的材料室外壁底端开有与反应气囊连通的连接孔，连接孔处安装塞子，；材料室通过中间安装的隔板分成两间，两间材料室中分别装有聚氨酯A料与B料。
一种瓦斯抽采钻孔便捷注射式封孔方法，包括以下步骤：
a、首先在煤层中施工一个钻孔；
b、在抽采管外壁的封孔位置安装封孔器；
c、将抽采管送入钻孔，直到封孔器到达预定封孔位置；
d、打开封孔器的固定栓，将其活塞柄向前推到底，挤压活塞将抽采管外壁上的两个材料室中的封孔材料A与封孔材料B通过连接孔压入两侧的反应气囊；
e、封孔材料在反应气囊中反应后膨胀，使反应气囊鼓起，对钻孔实现封堵效果；
f、封孔作业完成后，便可以开始进行瓦斯抽采作业。
相比现有技术，本发明的一种瓦斯抽采钻孔便捷注射式封孔器及封孔方法，具有如下优势：
1)本发明封孔器不仅可作为抽采钻孔的封孔装置，也可用于普通钻孔封孔；
2)本发明的封孔剂(封孔材料)直接储存在封孔器中，不需要额外的注浆装置，设备简单、耗资少；
3)本发明的封孔剂是在钻孔内封孔位置处进行反应，避免了工人的失误造成的效果劣化问题；
4)本发明采用活塞注入式注入封孔剂，结构简单，操作简单，成本较低；
5)本发明活塞杆上安装有固定栓，能够防止工人的失误操作。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明一个实施例的结构示意图。
图2是本发明实施例中封孔器的放大图。
图3是图2中A-A处的剖视图。
图4是图3封孔材料反应后的示意图。
图中：1-煤层，2-钻孔，3-抽采管，4-封孔器，5-前部挡板，6-材料室外壁，7-材料室，8-连接孔，9-反应气囊，10-挤压活塞，11-活塞杆，12-活塞柄，13-固定栓，14-挡板。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
图1至图4示出了本发明一个较佳的实施例的结构示意图，图中的一种瓦斯抽采钻孔便捷注射式封孔器，主要由前部挡板5、材料室7、反应气囊9和挤压活塞10组成，前部挡板5固定在材料室7的前端，挤压活塞10由后端密封安装在材料室7内，挤压活塞10的尾端固定连接有活塞杆11，进一步地为了便于操作及防止工人的失误操作，所述的活塞杆11尾部还固接有活塞柄12，活塞杆11上安装有固定栓13；前部挡板5、材料室7、挤压活塞10和活塞杆11的中部具有相连通的与抽采管3外径相配合的贯穿孔，抽采管3密封安装在贯穿孔内，在材料室7的外围设有反应气囊9，材料室7靠近前部挡板的材料室外壁6底端开有与反应气囊9连通的连接孔8，作为优选设计，所述材料室7在其材料室外壁6底端开有两个圆形的连接孔8，且连接孔8分别位于两侧的两间材料室，最好对称设置，使封孔材料流出时能够均匀分布于反应气囊9中；连接孔8处安装塞子，可以选用塑胶塞封堵，封孔作业前，连接孔8封堵，防止封孔材料流出，推动活塞柄12时，塑胶塞受压脱落，封孔材料流入反应气囊9；材料室7通过中间安装的隔板14分成两间，材料室7的形状可以选择圆环形或其他任意形状，而每间材料室为半圆环形或其他形状；两间材料室中分别装有聚氨酯A料与B料，所述聚氨酯A料与B料为混合后可以发生化学反应进而膨胀固化的封孔材料，例如：A料为聚醚多元醇预聚体和催化剂、水的混合物，B料为二异氰酸酯预聚体与表面活性剂、发泡剂的混合体。
在图1所示的实施例中，一种瓦斯抽采钻孔便捷注射式封孔方法，具体步骤如下：
首先，在煤层1中施工一个钻孔2，之后，在抽采管3外壁的封孔位置安装权利要求1所述的封孔器4；将抽采管3送入钻孔2，直到封孔器4到达预定封孔位置；打开封孔器4的固定栓13，将其活塞柄12向前推到底，挤压活塞10将抽采管3外壁上的两个材料室7中的封孔材料A与封孔材料B通过连接孔8压入两侧的反应气囊9；封孔材料在反应气囊9中反应后膨胀，使反应气囊9鼓起，对钻孔2实现封堵效果；封孔作业完成后，便可以开始进行瓦斯抽采作业。
本发明将封孔材料预先存放于封孔器中，让封孔材料在钻孔2内预定的封孔位置处进行反应，极大改善了由于封孔材料提前反应所产生的封孔效果劣化问题，同时其操作步骤简单，极大降低了人工操作上的失误对封孔效果的影响。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质，对以上实施例所做出任何简单修改和同等变化，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种瓦斯抽采钻孔便捷注射式封孔器，其特征是：主要由前部挡板(5)、材料室(7)、反应气囊(9)和挤压活塞(10)组成，前部挡板(5)固定在材料室(7)的前端，挤压活塞(10)由后端密封安装在材料室(7)内，挤压活塞(10)的尾端固定连接有活塞杆(11)，前部挡板(5)、材料室(7)、挤压活塞(10)和活塞杆(11)的中部具有相连通的与抽采管(3)外径相配合的贯穿孔，抽采管(3)密封安装在贯穿孔内，在材料室(7)的外围设有反应气囊(9)，材料室(7)靠近前部挡板的材料室外壁(6)底端开有与反应气囊(9)连通的连接孔(8)，连接孔(8)处安装塞子，材料室(7)通过中间安装的隔板(14)分成两间，两间材料室中分别装有聚氨酯A料与B料。
2.根据权利要求1所述的一种瓦斯抽采钻孔便捷注射式封孔器，其特征是：所述的活塞杆(11)尾部还固接有活塞柄(12)，活塞杆(11)上安装有固定栓(13)。
3.根据权利要求1或2所述的一种瓦斯抽采钻孔便捷注射式封孔器，其特征是：所述材料室(7)在其材料室外壁(6)底端开有两个圆形的连接孔(8)，且连接孔(8)分别位于两侧的两间材料室。
4.根据权利要求3所述的一种瓦斯抽采钻孔便捷注射式封孔器，其特征是：所述的连接孔(8)选用塑胶塞封堵。
5.根据权利要求1或2所述的一种瓦斯抽采钻孔便捷注射式封孔器，其特征是：所述的材料室(7)为圆环形，每间材料室为半圆环形。
6.根据权利要求1或2所述的一种瓦斯抽采钻孔便捷注射式封孔器，其特征是：所述的A料为聚醚多元醇预聚体和催化剂、水的混合物，B料为二异氰酸酯预聚体与表面活性剂、发泡剂的混合体。
7.一种瓦斯抽采钻孔便捷注射式封孔方法，首先在煤层(1)中施工一个钻孔(2)，其特征是：之后还包括以下步骤：
a、在抽采管(3)外壁的封孔位置安装权利要求1所述的封孔器(4)；
b、将抽采管(3)送入钻孔(2)，直到封孔器(4)到达预定封孔位置；
c、打开封孔器(4)的固定栓(13)，将其活塞柄(12)向前推到底，挤压活塞(10)将抽采管(3)外壁上的两个材料室(7)中的封孔材料A与封孔材料B通过连接孔(8)压入两侧的反应气囊(9)；
d、封孔材料在反应气囊(9)中反应后膨胀，使反应气囊(9)鼓起，对钻孔(2)实现封堵效果；
e、封孔作业完成后，开始进行瓦斯抽采作业。
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