CN111998747B - 井工炮孔快速封孔装置以及封孔方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种井工炮孔快速封孔装置及封孔方法，涉及井下炮掘施工技术领域。该封孔装置的封孔器本体包含了呈圆柱状的高阻摩擦外套，所述高阻摩擦外套的两端均分别固定连接有第一封层与第二封层，且高阻摩擦外套内设置有储水腔，所述第一封层与第二封层之间贯穿连接设置有连接杆，所述连接杆的外表面与第一封层、第二封层相对应的位置均设置有外螺纹。通过结构的设置可以保证炮孔内能够充分注满水，能够有效增加爆破后对尘源的降尘效果，通过高阻摩擦外套采用膨胀材料设置，能够有效使封孔器结构的外表面与炮孔内壁贴合，增加结构与孔壁的阻力，可有效提升爆破效果，同时能够减少常规封孔所需的复杂步骤，简化封孔操作。

Description

井工炮孔快速封孔装置以及封孔方法

技术领域

本发明涉及井下炮掘施工技术领域，具体为井工炮孔快速封孔装置。

背景技术

在井下掘进时，当遇到一些结构强度大的地质层时，需要对其进行裂解，而通常使用非常普遍的方法则采用炮掘的形式进行裂解推进，目前井下炮掘工作面封孔使用炮泥和水炮泥，水炮泥主要起到炮后消焰、吸收有害气体、降尘，而通常炮孔需全部使用炮泥和水炮泥充满充实，费时费工，影响掘进速度，因此对于井工炮孔快速封孔装置则有着一定的需求。

中国专利申请号201811168001.1公开了一种深煤层爆破注水用的封孔装置及其爆破注水的方法，该技术如果用在炮掘工作面封孔，所需的操作时间上，操作步骤繁杂，单进操作效率低下，费时费力，未能解决炮孔内快速充装水炮泥)。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了井工炮孔快速封孔装置，解决了现有的炮掘工作面在进行封孔时，所需的操作时间上，操作步骤繁杂，单进操作效率低下，费时费力，同时结构的设置容易出现水炮水量较少的情况，容易出现炮后降尘效果差的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：井工炮孔快速封孔装置，包括封孔器本体，所述封孔器本体包含了呈圆柱状的高阻摩擦外套，所述高阻摩擦外套的两端均分别固定连接有第一封层与第二封层，且高阻摩擦外套内设置有储水腔，所述第一封层与第二封层之间贯穿连接设置有连接杆，所述连接杆的外表面与第一封层、第二封层相对应的位置均设置有外螺纹，所述第一封层与第二封层上均固定连接有与连接杆上的外螺纹相螺纹配合的固定螺母，且第一封层的外表面一侧设置有与储水腔相连通的注水管，所述第二封层的外表面设置有连通口，所述封孔器本体的外表面一侧固定连接有锥形连接头，所述锥形连接头内设置有弹性球，所述弹性球的外表面一侧固定连接有固定块，所述固定块的外表面一侧与连接杆的一端弹性连接，所述锥形连接头内设置有与弹性球相嵌套配合的通水管道，且锥形连接头的一端设置有与通水管道相连通的出水口。

优选的，所述高阻摩擦外套与第一封层、第二封层之间为一次成型制作。

优选的，所述连接杆的一端且位于第一封层的外表面一侧位置固定连接有转动轮。

优选的，所述注水管上连接设置有开关阀。

优选的，所述连接杆的外表面且位于储水腔内嵌套固定连接有限位块，所述限位块的位置靠近第二封层一侧。

优选的，所述弹性球的材质为弹性橡胶材质，弹性球的固定块与连接杆的限位块通过弹簧固定连接，且弹性球与通水管道位于同一水平直线上。

优选的，所述高阻摩擦外套采用膨胀材质设置，可以使结构在注水后，能够膨胀与炮孔内壁贴合更加紧密，提升与孔壁贴合阻力，从而可以有效提高爆破效果

本发明工作原理：使用时，在炮孔装药后，再填充15-20cm长的炮泥，在炮孔口处插入封孔器本体，将输水管连接到注水管上，打开开关阀进行注水，水通过储水腔后再通过锥形连接头上的出水口进入炮孔内，当本注水装置与炮孔周边有出水痕迹时，转动转动轮，转动轮带动连接杆转动，连接杆则通过外螺纹与固定螺母的配合即可带动弹性球卡入通水管道内，并将出水口堵住，继续向储水腔内加水，高阻摩擦外套膨胀增加与孔壁阻抗，第二次提高封孔力度，当水压到达1.5-3.0mpa时，则停止加水，并关闭开关阀，起爆瞬间，孔内传向本装置，本装置弹性球接受压力后在弹簧作用下被压回，压力回收复用充入储水腔内，高阻摩擦外套再次增压膨胀增加，进一步增加本装置与孔壁阻抗力，再次提高波阻力，从而彻底实现炮孔的封闭工作。

(三)有益效果

本发明提供了井工炮孔快速封孔装置。具备以下有益效果：

1、该井工炮孔快速封孔装置，在使用时，只需在填充药后部填充一些炮泥，在炮泥后部插入本装置接通水管即可进行加水工作，通过结构的设置可以保证炮孔内的空隙能够充分注满水，能够有效增加爆破后对尘源的降尘效果；

2、该井工炮孔快速封孔装置，通过高阻摩擦外套采用膨胀材料设置，在炮孔内注水完成后通过关闭出水口，即可在储水腔内进行充水，同时结构膨胀，能够有效使封孔器结构的外表面与炮孔内壁贴合，增加结构与孔壁的阻力，可有效提升爆破的效果；

3、该井工炮孔快速封孔装置，在进行封孔操作时，能够有效减少常规封孔所需的复杂步骤，简化封孔操作，每个炮孔相应可减少封孔时间约180秒左右，省时省力，有效提高封孔效率，为工作面提高单进水平起到积极作用。

4、本发明封孔工艺，减少了向炮孔内填加水炮泥的工序，本装置前端头具有可向炮孔内加水设施(弹性球)，且能入时关闭、再加水加压后膨胀增加与孔壁阻抗，提高封孔爆破效果；即解决了炮孔及时充水、且水量可满足要求，为爆破时降尘起到积极作用，减少矿工职业危害，又提高了封孔堵塞效果。

5、因本装置前端是具有弹性球封堵，爆破瞬间当压力达到一定压力时，小球被压回，压力回收复用，充入本装置内，增加本装置与孔壁的磨擦力，提高本装置与孔壁的阻力，增加阻抗，又保护了本装置，本装置的应用起到了能量回收利用。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的弹性球工作示意图；

图3为本发明的第一封层侧视图；

图4为本发明的第二封层侧视图。

其中，1、封孔器本体；2、高阻摩擦外套；3、第一封层；4、第二封层；5、储水腔；6、连接杆；7、外螺纹；8、固定螺母；9、转动轮；10、注水管；11、开关阀；12、连通口；13、限位块；14、锥形连接头；15、弹性球；16、固定块；17、通水管道；18、出水口，19-弹簧。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。

实施例：

如图1-4所示，本发明实施例提供井工炮孔快速封孔装置，包括封孔器本体1，封孔器本体1包含了呈圆柱状的高阻摩擦外套2，高阻摩擦外套2的两端均分别固定连接有第一封层3与第二封层4，且高阻摩擦外套2内设置有储水腔5，第一封层3与第二封层4之间贯穿连接设置有连接杆6，连接杆6的外表面与第一封层3、第二封层4相对应的位置均设置有外螺纹7，第一封层3与第二封层4上均固定连接有与连接杆6上的外螺纹7相螺纹配合的固定螺母8，且第一封层3的外表面一侧设置有与储水腔5相连通的注水管10，第二封层4的外表面设置有连通口12，封孔器本体1的外表面一侧固定连接有锥形连接头14，锥形连接头14内设置有弹性球15，弹性球15的外表面一侧固定连接有固定块16，固定块16的外表面一侧与连接杆6的一端相固定连接，锥形连接头14内设置有与弹性球15相嵌套配合的通水管道17，且锥形连接头14的一端设置有与通水管道17相连通的出水口18；在炮孔装药后，再填充15-20cm长的炮泥，在炮泥的后部插入封孔器本体1，将输水管连接到注水管10上，打开开关阀11进行注水，水通过储水腔5后再通过锥形连接头14上的出水口18进入炮孔内，当炮孔周边有出水痕迹时，转动转动轮9，转动轮9带动连接杆6转动，连接杆6则通过外螺纹7与固定螺母8的配合即可带动弹性球15卡入通水管道17内，并将出水口18堵住，继续向储水腔5内加水，当水压到达1.2-1.5mpa时，则停止加水，并关闭开关阀11，即可完成炮孔的封闭工作。

高阻摩擦外套2与第一封层3、第二封层4之间为一次成型制作，通过设置的一体式结构，可以使结构安装使用更加便捷，高阻摩擦外套2采用膨胀材质设置，可以使结构在注水后，能够膨胀与炮孔内壁贴合更加紧密，提升与孔壁贴合阻力，从而可以有效提高爆破效果，同时也可以提升对结构的保护性；连接杆6的一端且位于第一封层3的外表面一侧位置固定连接有转动轮9，通过转动转动轮9即可带动连接杆6推动弹性球15卡入通水管道17内将出水口18堵住，能够有效简化封孔操作，操作简单便捷，封孔效率与质量得到有效提升；注水管10上连接设置有开关阀11，通过开关阀11的设置可以方便结构在注水完成后方便封闭结构操作；连接杆6的外表面且位于储水腔5内嵌套固定连接有限位块13，限位块13的位置靠近第二封层4一侧，通过限位块13的设置既能保证弹性球15能够稳定封堵出水口18的同时，也可以对结构起到限位保护作用；弹性球15的材质为弹性橡胶材质，且弹性球15与通水管道17位于同一水平直线上，通过结构的设置可以保证整体结构能够稳定运行。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种利用井工炮孔快速封孔装置封炮孔的方法，其特征在于，所述的井工炮孔快速封孔装置包括封孔器本体，所述封孔器本体包含了呈圆柱状的高阻摩擦外套，所述高阻摩擦外套的两端均分别固定连接有第一封层与第二封层，且高阻摩擦外套内设置有储水腔，所述第一封层与第二封层之间贯穿连接设置有连接杆，所述连接杆的外表面与第一封层、第二封层相对应的位置均设置有外螺纹，所述第一封层与第二封层上均固定连接有与连接杆上的外螺纹相螺纹配合的固定螺母，且第一封层的外表面一侧设置有与储水腔相连通的注水管，所述第二封层的外表面设置有连通口，所述封孔器本体的外表面一侧固定连接有锥形连接头，所述锥形连接头内设置有弹性球，所述弹性球的外表面一侧固定连接有固定块，所述固定块的外表面一侧与连接杆的一端弹性连接，所述锥形连接头内设置有与弹性球相嵌套配合的通水管道，且锥形连接头的一端设置有与通水管道相连通的出水口；所述连接杆的外表面且位于储水腔内嵌套固定连接有限位块，所述限位块的位置靠近第二封层一侧；所述弹性球的材质为弹性橡胶材质，弹性球的固定块与连接杆的限位块通过弹簧固定连接，且弹性球与通水管道位于同一水平直线上；所述高阻摩擦外套采用膨胀材质设置；

上述井工炮孔快速封孔装置使用方法是，在炮孔装药后，再填充15-20cm长的炮泥，在炮孔口处插入封孔器本体，将输水管连接到注水管上，打开开关阀进行注水，水通过储水腔后再通过锥形连接头上的出水口进入炮孔内，当本封孔装置与炮孔周边有出水痕迹时，转动转动轮，转动轮带动连接杆转动，连接杆则通过外螺纹与固定螺母的配合即可带动弹性球卡入通水管道内，并将出水口堵住，继续向储水腔内加水，高阻摩擦外套膨胀增加与孔壁阻抗，第二次提高封孔力度，当水压到达1.5-3.0mpa时，则停止加水，并关闭开关阀，起爆瞬间，孔内压力传向本封孔装置，本封孔装置弹性球接受压力后在弹簧作用下被压回，压力回收复用充入储水腔内，高阻摩擦外套再次增压膨胀增加，进一步增加本封孔装置与孔壁阻抗力，再次提高波阻力，从而彻底实现炮孔的封闭工作。

2.如权利要求1所述的利用井工炮孔快速封孔装置封炮孔的方法，其特征在于，所述的高阻摩擦外套与第一封层、第二封层之间为一次成型制作。

3.如权利要求1所述的利用井工炮孔快速封孔装置封炮孔的方法，其特征在于，所述连接杆的一端且位于第一封层的外表面一侧位置固定连接有转动轮。

4.如权利要求1所述的利用井工炮孔快速封孔装置封炮孔的方法，其特征在于，所述注水管上连接设置有开关阀。

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