CN205330611U - 一种矿用封孔器 - Google Patents

Abstract

一种矿用封孔器，可解决下向钻孔和孔内有涌水钻孔的封孔难题，包括抽放套管和注浆管，抽放套管设置在瓦斯抽放管的预封孔段，所述抽放套管的两端部分别套一个囊袋，注浆管穿过两个囊袋固定在抽放套管上，注浆管的末端封闭，所述注浆管在囊袋内的位置段设置单向阀，注浆管在两个囊袋外之间的位置段设置爆破阀。本实用新型可实现封孔自动化，操作方便，提高钻孔封孔质量和抽采效果，同时节约人力物力。

Description

一种矿用封孔器

技术领域

本实用新型涉及矿井各类抽放钻孔封孔领域，具体涉及一种矿用封孔器。

背景技术

矿用封孔器，简称封孔器，主要用于矿井各类抽放钻孔严密封孔。传统的封孔产品使由聚氨酯、编织袋、四分铁管、四分球阀等组成，其封孔工艺是现场将1:1混合后的两种聚氨酯装入编织袋中，用四分铁管送入孔内指定位置和孔口附近位置，并将四分铁管流入孔内作为注浆管和返浆管使用，待聚氨酯充分反应和膨胀后，开始注浆，通过四分球阀控制流量和截流保浆。

传统的封孔产品采用聚氨酯封孔时两种聚氨酯反反应起热，在装入编织袋送入孔内时渗漏严重，对操作人员的皮肤、眼睛等部位有损伤且污染环境，并且遇孔内积水严重时，特别是下向孔，聚氨酯封孔基本失效；

传统的矿用封孔器注浆压力可控性较差，且封孔材料组件零散，不便于运输携带及封孔，传统的矿用封孔器采用聚氨酯封孔组件封孔工艺复杂。

实用新型内容

本实用新型提出的一种矿用封孔器，可解决下向钻孔和孔内有涌水钻孔的封孔难题，提高钻孔封孔质量和抽采效果。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种矿用封孔器，包括抽放套管和注浆管，抽放套管设置在瓦斯抽放管的预封孔段，所述抽放套管的两端部分别套一个囊袋，注浆管穿过两个囊袋固定在抽放套管上，注浆管的末端封闭，所述注浆管在囊袋内的位置段设置单向阀，注浆管在两个囊袋外之间的位置段设置爆破阀。

进一步的，还包括返浆管，返浆管固定在抽放套管上，一端设置在孔外，另一端与孔内连通。

进一步的，所述注浆管在靠近孔里的囊袋内的位置段设置两个单向阀，在靠近孔口的囊袋内的位置段设置一个单向阀。

进一步的，所述注浆管与注浆泵之间通过快速接头连接。

一种封孔方法，包括以下步骤：

1)、注浆准备；

即根据孔型选择相应规格型号的封孔器产品及瓦斯抽放管，并检查是否完好无损；连接好注浆泵、搅拌器，空转检验注浆泵、搅拌器是否工作正常，验证压力表是否完好，检查搅拌桶内不得有杂物，按所需量准备好注浆材料，检查注浆材料完好，无硬化结块现象。

2)、孔底囊袋安装与固定；

根据封孔深度要求，将孔底部囊袋套在已准备好的抽放套管上，囊袋两端紧固在抽放套管上；

3)、爆破阀安装与固定；

将孔底囊袋后方的爆破阀固定在抽放管上；

4)、封孔注浆胶管固定；

按顺序接好抽放套管并逐步将封孔器推送至孔内要求位置，注浆管每2米用铁丝或宽胶带固定在封孔套管上；

5)、固定孔口囊袋；

将孔口囊袋用已备好的快速接头与长注浆管进行连接，并将孔口囊袋固定在孔口抽放管上，并推送进钻孔内；

6)、孔口套管固定；

将孔口抽放套管用铁丝固定在钻孔附近的支护材料上，将孔口囊袋上的PE注浆管与至注浆泵出口注浆管连接，即可进行注浆操作；

7)、注浆液配比；

在搅拌桶内按水灰比0.8∶1的比例调配注浆液；所述注浆液为无机封孔材料；

所述无机封孔材料本身具有致密性，能与钻孔壁之间形成致密的结合体以封堵裂隙。具有以下特点

密度小(约为普通水泥的1/3)，质量轻。

封孔材料具有良好的塑性和渗透性，且速溶性好不易结块，在压力注浆下可进入微小裂隙；

封孔材料抗压强度较高，强度具有持续增长特性，随着时间的延长，强度逐渐提高；

封孔材料凝固速度快，凝固后具有膨胀性，有效地增强了密封效果。

封孔材料在注入封孔器的两端囊袋后，在压力作用下，能在一定程度上通过囊袋的孔隙将注入浆液的水分滤出，以达到稠化浆液使其加速固化。材料在囊袋内可以密闭续压，使膨胀的囊袋迅速具有一定强度并达到密封性的效果；

8)、注浆操作；

8.1)在确认以上准备工作无误后启动注浆泵；

8.2)注浆开始后操作人员需时刻注意观察压力表数值变化情况；

8.3)爆破片打开后，继续注浆封堵两囊袋的中间孔段；

8.4)注浆结束及清洗；注满带压后需先将注浆泵泄压，然后去掉注浆管连接管，并对孔口注浆管弯折封堵处理，此时整个过程即为结束。

进一步的，所述步骤1)中验证压力表的方法为取适量长度的PE管，一端连接泵另一端折住，泵入清水看压力表有无数值。

进一步的，所述步骤2)还包括囊袋两端用铁丝紧固在抽放管上，且铁丝需紧固在囊袋开口的内侧，即将囊袋两出口扎实，铁丝茬子要打圈处理。

进一步的，所述步骤5)中还包括将孔口囊袋用已备好的快速接头与注浆管进行连接后，来回抽动接口处确定已安装牢固，用铁丝打圈卡主快速接头的开关槽口。

进一步的，所述步骤7)中还包括在调配浆液和注浆过程中的过程中需不停搅拌。

进一步的，所述步骤8.1)中还包括开始注浆时注浆泵进气阀手柄控制在打开行程的三分之一至二分之一处。

由上述技术方案可知，本实用新型的矿用封孔器及封孔方法具有以下有益效果：

(1)封孔操作自动化；封孔器送入钻孔后，只需启动注浆泵即可实现整个钻孔封孔过程自动化操作，解决了因人工操作不规范带来的封孔质量不稳定问题，同时可以减轻工人的劳动强度，提高劳动效率。

(2)实现高压注浆；封孔器两端囊袋封孔完成后，其能承受3.0Mpa的压力，因此继续对中间钻孔采用高压注浆时，两端囊袋不会被击穿，可使3.0Mpa的水泥浆液有效封堵钻孔壁周围的煤(岩)层裂隙。

(3)配套使用的矿用无机封孔材料凝固后具有一定的膨胀性，可杜绝水泥凝固后产生的收缩裂隙，解决了传统封孔器两端采用聚氨酯封堵，不仅工艺复杂，而且封堵端不耐高压，进行高压注浆时，容易造成两端被高压击穿造成封孔失败。

(4)封孔长度可调，封孔器长度可根据井下钻孔封孔段要求自由调节，解决了采用聚氨酯作为堵头时，封孔段长度受药卷反应时间限制的问题。

(5)节省封孔费用，本实用新型的矿用封孔器与传统的聚氨酯封堵加水泥砂封孔工艺相比可节省材料费用25％。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明：

如图1所示，本实施例一所述的矿用封孔器，包括抽放套管2和注浆管3，抽放套管2设置在瓦斯抽放管1的预封孔段，所述抽放套管2在靠近孔口端套设一个孔口囊袋4，在靠近孔底端套设一个孔底囊袋5，注浆管3穿过孔口囊袋4和孔底囊袋5固定在抽放套管2上，注浆管3的末端封闭，注浆管3在孔口囊袋4内和孔底囊袋5内的位置段上设置单向阀6，注浆管3在孔口囊袋4和孔底囊袋5外之间的位置段上设置爆破阀7。

还包括返浆管8，返浆管8固定在抽放套管2上，一端设置在孔外，另一端与孔内连通。

所述注浆管3在孔底囊袋5内的位置段设置两个单向阀6，在孔口囊袋4内的位置段设置一个单向阀6。

所述注浆管3与注浆泵之间通过设置快速接头9连接。

以下是上述封孔器对应的封孔方法：

(1)注浆准备

根据孔型选择相应规格型号的封孔器产品及瓦斯抽放管1，并检查是否完好无损。

连接好注浆泵、搅拌器，空转检验注浆泵、搅拌器是否工作正常，验证压力表是否完好(应选用量值范围0～6MPa的隔膜压力表)，检验方法：取适量长度的PE管，一端连接泵另一端折住，泵入清水看压力表有无数值。检查搅拌桶内不得有碎石子、煤块、凝固水泥块等杂物，防止堵塞注浆管路，造成封孔失败。按所需量准备好注浆材料，注意检查注浆材料完好，无硬化结块现象，否则，应停止使用。

(2)孔底囊袋5安装与固定

根据封孔深度要求，将封孔器孔底部囊袋5套在已准备好的PVC塑胶抽放套管2上，囊袋两端用铁丝(建议使用14号铁丝)紧固在抽放套管5上，要点是铁丝需紧固在囊袋开口的内侧，即将囊袋两出口扎实，铁丝茬子要打圈处理，以防囊袋在膨胀的过程中被扎破，防止囊袋在输送进钻孔时滑动或者脱落。

(3)爆破阀7安装与固定

将孔底囊袋5后方的爆破7阀固定在PVC抽放套管2上，并取下保护套，紧固时注意爆破阀7圆形开口方向，以免在穿送过程中卡住和阻碍爆破阀7打开时浆液的流出。

(4)封孔注浆管3固定

按顺序接好PVC抽放套管2并逐步将封孔器推送至孔内要求位置，注浆管3每2米用铁丝或宽胶带固定在封孔套管2上，防止送人钻孔过程中注浆管3来回摆动。

(5)固定孔口囊袋4

将孔口囊袋4用已备好的快速接头9与长PE注浆管3进行连接，来回抽动接口处确定已安装牢固后，用铁丝打圈卡主快速接头9的开关槽口以防注浆时压力过大冲开，并将囊袋紧固方式将孔口囊袋4固定在孔口抽放套管2上，并推送进钻孔内。

(6)孔口抽放套管2固定

将孔口抽放套管2用铁丝固定在钻孔附近的支护材料上，将孔口囊袋4上的PE注浆管3与注浆泵出口注浆管连接，即可进行注浆操作。

(7)注浆液配比

在搅拌桶内按水灰比0.8∶1(水为0.8，灰为1)的比例调配注浆液，在调配浆液和注浆过程中的过程中需不停搅拌，以免浆液凝固。

所述无机封孔材料本身具有致密性，能与钻孔壁之间形成致密的结合体以封堵裂隙。

具有以下特点：

密度小(约为普通水泥的1/3)，质量轻。可降低井下运输时的劳动强度，且降低使用成本；

封孔材料具有良好的塑性和渗透性，且速溶性好不易结块，在压力注浆下可进入微小裂隙；

封孔材料抗压强度较高，强度具有持续增长特性，随着时间的延长，强度逐渐提高；

封孔材料凝固速度快，凝固后具有膨胀性，有效地增强了密封效果。

封孔材料在注入封孔器的两端囊袋后，在压力作用下，能在一定程度上通过囊袋的孔隙将注入浆液的水分滤出，以达到稠化浆液使其加速固化。材料在囊袋内可以密闭续压，使膨胀的囊袋迅速具有一定强度并达到密封性的效果。

(8)注浆操作

(8.1)在确认以上准备工作无误后启动注浆泵，开始注浆时速度不宜过快，注浆泵进气阀手柄一般控制在打开行程的三分之一至二分之一处。

(8.2)注浆开始后操作人员需时刻注意观察压力表数值变化情况(此项非常关键，压力表数值的变化直接反应注浆情况，是分析孔内各项情况的依据)，在囊袋未注满带压前注浆压力一般不高于0.6MPa，在囊袋即将注满时压力会快速上升至爆破阀7设定压力值2.0MPa左右，爆破片爆破后的瞬间，压力值会急速下降并接近0位，说明爆破片正常打开。

(8.3)爆破片打开后，继续注浆封堵两囊袋的中间孔段，此时速度可适当提高；上向孔封孔，注浆后爆破片打开后返浆管8很快会返浆，此时需将返浆管8进行折弯封堵处理；下向孔封孔，爆破片打开，继续在两个囊袋的中间孔段进行注浆，当返浆管8出现返浆，一般时间约15至20分钟后(按孔径为封孔长度为25米的钻孔计算)，及时将返浆管8弯折封堵即可。

中间段即将注满时压力表数值会持续上升，在上升至(1.2～1.5)MPa时停止注浆，观察压力数值情况，正常情况应为带压后压力数值基本保持不变，若压力不能保持，则说明未能注满，需继续尝试注浆直至注满并保持带压。

以上操作为上向孔操作方式，若为下向孔并有积水的封孔注浆，则需在大抽放管内插入4分管至孔底，用于将打好的孔内余水和渣滓吹出，在吹出余水和渣滓后方可装入封孔器并在注浆完成后再进行吹水处理。

(8.4)注浆结束及清洗

注满带压后需先将注浆泵泄压，然后去掉注浆管3连接管，并对孔口注浆管3弯折封堵处理，此时整个过程即为结束。注浆完成后需及时清洗注浆泵，并将隔膜压力表拆卸下来，对表身下部的孔内进行清洗，防止有注浆材料残留影响表的准确性，清洗完成后装回即可。搅拌桶内剩余注浆材料应进行处理并清洗干净，防止结块的颗粒在下次注浆时堵塞注浆泵或注浆管3。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的保护范围内。

Claims (4)

1.一种矿用封孔器，包括抽放套管(2)和注浆管(3)，抽放套管(2)设置在瓦斯抽放管(1)的预封孔段，其特征在于：所述抽放套管(2)在靠近孔口端套设一个孔口囊袋(4)，在靠近孔底端套设一个孔底囊袋(5)，注浆管(3)穿过孔口囊袋(4)和孔底囊袋(5)固定在抽放套管(2)上，注浆管(3)的末端封闭，注浆管(3)在孔口囊袋(4)内和孔底囊袋(5)内的位置段上设置单向阀(6)，注浆管(3)在孔口囊袋(4)和孔底囊袋(5)之间的孔段上设置爆破阀(7)。

2.根据权利要求1所述的矿用封孔器，其特征在于：还包括返浆管(8)，返浆管(8)固定在抽放套管(2)上，一端设置在孔口外，另一端与孔内连通。

3.根据权利要求2所述的矿用封孔器，其特征在于：所述注浆管(3)在孔底囊袋(5)内的位置段设置两个单向阀(6)，在孔口囊袋(4)内的位置段设置一个单向阀(6)。

4.根据权利要求3所述的矿用封孔器，其特征在于：所述注浆管(3)与注浆泵之间通过设置快速接头(9)连接。