CN112627762A - 一种大通径瓦斯抽采钻孔封孔装置 - Google Patents

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康建宁
汪义龙
吴教锟
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陈勇
马宏宇
周文斌
孙晓虎
冯仁俊
李晓明
张倍宁
丁红
邓照玉
王冬
贾晓亮
唐强
米翔繁
廉常军
周俊文
杨杰
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Huaneng Coal Technology Research Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种大通径瓦斯抽采钻孔封孔装置,属于瓦斯防治工程技术领域。包括沿钻孔设置的封孔管及注浆管,所述注浆管上设置有封孔囊袋,所述注浆管与所述封孔囊袋连通,所述封孔囊袋为两个,两个所述封孔囊袋沿所述封孔管的延伸方向依次设置,所述封孔管进入钻孔中的一端为进气端,所述进气端穿过两个所述封孔囊袋后进入钻孔中,所述注浆管上还设置有爆破阀,所述爆破阀设置在两个所述封孔囊袋之间;所述封孔管的外径≥50mm。本发明改变传统的小管径封孔方式,能够在钻孔预抽期间增大瓦斯流动通道的截面面积,大大降低瓦斯抽采系统与管网的阻力损失,减小瓦斯流动阻力,保持系统更加高效稳定运行,减少泵组与管网的无用功。

Description

一种大通径瓦斯抽采钻孔封孔装置
技术领域
本发明属于瓦斯防治工程技术领域,涉及一种大通径瓦斯抽采钻孔封孔装置。
背景技术
随着瓦斯抽采大直径钻孔钻进技术与装备的快速发展,大直径钻孔在瓦斯抽采效果的技 术优势进一步得到证实,促使大直径瓦斯抽采钻孔逐步成为瓦斯抽采的发展趋势。目前瓦斯 抽采钻孔封孔广泛采用两堵一注封孔工艺,通过浆液密实封堵钻孔及钻孔周围裂隙圈和煤体 裂隙通道以保证钻孔密封抽采。
钻孔孔径的增大,孔周煤体卸压范围与裂隙通道进一步发育,在成孔卸压效应以及压力 梯度作用下,瓦斯解吸速度较快、瓦斯解吸量较大,大量吸附瓦斯解吸并向钻孔方向运移。 传统的小管径封孔管在相近的抽采条件下,单位时间内对瓦斯抽采流量通道有一定局限;另 一方面,小管径封孔管普遍存在管道摩擦阻力较大,考虑到瓦斯抽采钻孔工程量规模与覆盖 范围,阻力叠加效应将对抽采系统与管网阻力损失产生严重影响。如何高效实现瓦斯抽采钻 孔大通径、大流量、低阻力瓦斯抽采是进一步切合大直径钻孔瓦斯高效抽采的关键。
目前,已知一种自适应变形的瓦斯抽采钻孔封孔装置(CN111852391A)包括封孔单元及 封孔管,封孔管设置在钻孔内的一端为进气端,封孔管为两趟,两趟封孔管的进气端均贯通 封孔单元设置能够实现封孔管自适应钻孔变形,无需采用传统PVC直管插接或丝扣连接方式, 避免受钻孔偏移与变形造成的管与管之间插接或丝扣连接的脱节;进一步提高封孔管注浆承 压能力,避免在注浆压力下造成封孔管压扁和浆液流入封孔管,保障封孔囊袋之间注浆气室 的密闭性能,提高注浆压力以确保浆液能够有效渗入孔周煤体裂隙。
已知一种瓦斯抽采钻孔检漏与递进式二次封孔装置及使用方法(CN111852392A)包括封 孔单元及封孔管,封孔单元为两个,两个封孔单元沿钻孔的延伸方向依次设置;封孔管设置 在钻孔内的一端为进气端,封孔管为两趟,一趟封孔管的进气端设置在两个封孔单元之间, 另一趟封孔管的进气端贯通两个封孔单元设置;方法包括检漏监控及二次封孔。能够在钻孔 连续抽采期间递进式二次封孔,保持钻孔持续密封抽采,延续钻孔抽采效率和生命周期;在 钻孔发生轨迹偏移时能够适应钻孔进行自适应变形,防止注浆压力下封孔管压扁及封孔浆液 进入封孔管,保证抽采稳定可靠;满足了抽采衰减时效特性下不同抽采时期瓦斯抽采流量通 道需求。
综上所述,目前瓦斯抽采钻孔针对两堵一注封孔、封孔检漏识别与二次封孔做了大量的 研究,但针对大直径瓦斯抽采钻孔较为适用的大通径封孔装置鲜有报道
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种大通径瓦斯抽采钻孔封孔装置,能够在钻孔预抽 期间增大瓦斯流动通道的截面面积、减小瓦斯流动阻力。
为达到上述目的,本发明提供如下技术方案:包括沿钻孔设置的封孔管及注浆管,所述 注浆管上设置有封孔囊袋,所述注浆管与所述封孔囊袋连通,所述封孔囊袋为两个,两个所 述封孔囊袋沿所述封孔管的延伸方向依次设置,所述封孔管进入钻孔中的一端为进气端,所 述进气端穿过两个所述封孔囊袋后进入钻孔中,所述注浆管上还设置有爆破阀,所述爆破阀 设置两个所述封孔囊袋之间;所述封孔管的外径≥50mm。
可选地,所述注浆管与所述封孔囊袋之间设置有单向阀,所述注浆管通过所述单向阀与 所述封孔囊袋连通,所述注浆管通过所述单向阀向所述封孔囊袋中注浆。
可选地,所述封孔管的外径为63mm,所述封孔管的壁厚为7mm,所述封孔管的内径规 格为49mm。
可选地,所述封孔管的外径为75mm,所述封孔管的壁厚为8.30mm,所述封孔管的内径 为58.40mm。
可选地,所述封孔管、注浆管为连续管。
可选地,所述注浆管的外径及内径分别为16mm、12mm。
可选地,所述封孔囊袋的长度为1000mm。
本发明的有益效果在于:(1)通过将传统的外径50mm封孔管转换成外径63/75mm的封孔管,增大封孔管瓦斯抽采流动通道的截面面积,增加相同条件下、单位时间内的瓦斯抽采流量。根据理论计算,当封孔管由50mm增大到63mm时,按照公称压力2MPa计算,钻 孔内径由38.80mm增大到49mm,增加10.20mm、增大到1.27倍;截面面积由0.001182m2增大到0.001885m2,增加0.000703m2、增大到1.59倍。当封孔管由50mm增大到75mm时, 按照公称压力2MPa计算,钻孔内径由38.80mm增大到58.40mm,增加19.60mm、增大到1.51 倍;截面面积由0.001182m2增大到0.002677m2,增加0.001495m2、增大到2.27倍。(2)根 据管道摩擦阻力基本方程、管道内气体流速与混合流量、管道内径之间的关系,可以得到管 道摩擦阻力计算方程:
Figure BDA0002836758770000021
Figure BDA0002836758770000031
Figure BDA0002836758770000032
H—管道摩擦阻力损失,Pa;
λ—管道摩擦阻力系数,无因次;
L—管道长度,m;
V—管道内气体流速,m/s;
d—管道内径,m;
ρ—管道气体密度,kg/m3
Q—管道内气体混合流量,m3/s。
根据方程可知,管道摩擦阻力与管道内径的5次方成反比例关系,当封孔管管道内径增 大时,管道摩擦阻力将大幅度降低。结合工程实际,矿井瓦斯抽采钻孔数量往往以千数为基 础,钻孔封孔管道摩擦阻力的降低将大大降低瓦斯抽采系统与管网的阻力损失,保持系统更 加高效稳定运行,减少泵组与管网的无用功。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述,并且在某 种程度上,基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的,或者可以从本发 明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作优选的详 细描述,其中:
图1为大通径瓦斯抽采钻孔封孔装置的结构示意图;
图2为钻孔封孔前的截面图;
图3为钻孔封孔后的截面图。
附图标记:钻孔1、封孔管2、注浆管3、封孔囊袋4、爆破阀5、单向阀6。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露 的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加 以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精 神下进行各种修饰或改变。需要说明的是,以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本 发明的基本构想,在不冲突的情况下,以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中,附图仅用于示例性说明,表示的仅是示意图,而非实物图,不能理解为对本发明 的限制;为了更好地说明本发明的实施例,附图某些部件会有省略、放大或缩小,并不代表 实际产品的尺寸;对本领域技术人员来说,附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理 解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件;在本发明的描述中, 需要理解的是,若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位 或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不 是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此附图 中描述位置关系的用语仅用于示例性说明,不能理解为对本发明的限制,对于本领域的普通 技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
实施例1
请参阅图1~图3,为一种大通径瓦斯抽采钻孔封孔装置,包括沿钻孔设置的封孔管2及 注浆管3,封孔管2、注浆管3均为连续管,封孔管2的外径≥50mm。注浆管3上设置有封孔囊袋4及爆破阀5。封孔囊袋4为2个,2个封孔囊袋4沿封孔管2的延伸方向依次设置, 爆破阀5设置在2个封孔囊袋4之间。封孔管2进入钻孔1中的一端为进气端,进气端穿过 两个封孔囊袋4后进入钻孔中。注浆管3对应封孔囊袋4的位置上设置有单向阀6,注浆管3 通过单向阀6与封孔囊袋4连通,注浆管3通过单向阀6向封孔囊袋4中注浆。
本实施例中,封孔囊袋4采用注浆浆液中自由水高效过滤的阻燃抗静电过虑袋,长度为 1000mm。封孔管2采用阻燃抗静电的PVC管,公称压力为2MPa,封孔管2的外径为75mm,封孔管2的壁厚为8.30mm,封孔管2的内径为58.40mm。注浆管3采用一次热塑盘曲成形的 阻燃抗静电PE管,注浆管3的外径为16mm,内径为12mm,壁厚为2mm。
实际使用时,将封孔装置置入钻孔1中,通过注浆管3向封孔囊袋4内注浆,当封孔囊 袋4注浆后膨胀,对钻孔1进行封堵,继续向注浆管3内注浆,当注浆管3内压力达到爆破阀5的设定值后,爆破阀5打开,注浆管3内的浆液通过爆破阀5进入两个封孔囊袋4之间 的钻孔1中。封孔囊袋4上的单向阀6能够防止浆液从封孔囊袋4中溢出,保持封孔囊袋4 处于膨胀状态。封孔囊袋4内及封孔囊袋4之间的浆液固化后,完成对钻孔1的封堵。
实施例2
本实施例中,封孔管2的外径为63mm,封孔管2的壁厚为7mm,封孔管2的内径规格为49mm。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施 例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进 行修改或者等同替换,而不脱离本技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求 范围当中。

Claims (7)

1.一种大通径瓦斯抽采钻孔封孔装置,其特征在于:包括沿钻孔设置的封孔管及注浆管,所述注浆管上设置有封孔囊袋,所述注浆管与所述封孔囊袋连通,所述封孔囊袋为两个,两个所述封孔囊袋沿所述封孔管的延伸方向依次设置,所述封孔管进入钻孔中的一端为进气端,所述进气端穿过两个所述封孔囊袋后进入钻孔中,所述注浆管上还设置有爆破阀,所述爆破阀设置在两个所述封孔囊袋之间;所述封孔管的外径≥50mm。
2.根据权利要求1所述的一种大通径瓦斯抽采钻孔封孔装置,其特征在于:所述注浆管与所述封孔囊袋之间设置有单向阀,所述注浆管通过所述单向阀与所述封孔囊袋连通,所述注浆管通过所述单向阀向所述封孔囊袋中注浆。
3.根据权利要求1所述的一种大通径瓦斯抽采钻孔封孔装置,其特征在于:所述封孔管的外径为63mm,所述封孔管的壁厚为7mm,所述封孔管的内径规格为49mm。
4.根据权利要求1所述的一种大通径瓦斯抽采钻孔封孔装置,其特征在于:所述封孔管的外径为75mm,所述封孔管的壁厚为8.30mm,所述封孔管的内径为58.40mm。
5.根据权利要求1所述的一种大通径瓦斯抽采钻孔封孔装置,其特征在于:所述封孔管、注浆管为连续管。
6.根据权利要求1所述的一种大通径瓦斯抽采钻孔封孔装置,其特征在于:所述注浆管的外径及内径分别为16mm、12mm。
7.根据权利要求1所述的一种大通径瓦斯抽采钻孔封孔装置,其特征在于:所述封孔囊袋的长度为1000mm。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113279729A (zh) * 2021-06-10 2021-08-20 中国矿业大学(北京) 一种堵漏提浓的瓦斯抽采方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101294500A (zh) * 2008-05-12 2008-10-29 淮南矿业(集团)有限责任公司 大直径抽采钻孔高压注浆封孔方法
CN103362471A (zh) * 2013-07-30 2013-10-23 焦作市长海机械科技有限公司 袋式瓦斯抽采孔封孔装置
CN105863556A (zh) * 2016-06-03 2016-08-17 淮南大屯注浆工程有限公司 一种煤矿瓦斯抽采钻孔带压注浆快速封孔器及其使用方法
CN110107345A (zh) * 2019-06-17 2019-08-09 中煤科工集团重庆研究院有限公司 一种煤层瓦斯抽采钻孔封孔与联孔集成装置
CN209670939U (zh) * 2018-10-25 2019-11-22 淮南大屯注浆工程有限公司 一种煤矿瓦斯抽采钻孔长距离多段注浆封孔器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101294500A (zh) * 2008-05-12 2008-10-29 淮南矿业(集团)有限责任公司 大直径抽采钻孔高压注浆封孔方法
CN103362471A (zh) * 2013-07-30 2013-10-23 焦作市长海机械科技有限公司 袋式瓦斯抽采孔封孔装置
CN105863556A (zh) * 2016-06-03 2016-08-17 淮南大屯注浆工程有限公司 一种煤矿瓦斯抽采钻孔带压注浆快速封孔器及其使用方法
CN209670939U (zh) * 2018-10-25 2019-11-22 淮南大屯注浆工程有限公司 一种煤矿瓦斯抽采钻孔长距离多段注浆封孔器
CN110107345A (zh) * 2019-06-17 2019-08-09 中煤科工集团重庆研究院有限公司 一种煤层瓦斯抽采钻孔封孔与联孔集成装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杨宏伟等: "《晋城矿区典型矿井瓦斯抽采技术》", 31 January 2019, 中国矿业大学出版社 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113279729A (zh) * 2021-06-10 2021-08-20 中国矿业大学(北京) 一种堵漏提浓的瓦斯抽采方法

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