CN205858406U - 一种点注式封孔装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供的点注式封孔装置，包括抽采段、封孔段；抽采段包括依次连接的第一花管、第二花管；封孔段包括依次连接的第一实管、第二实管、第三实管、第四实管；第一花管前端带有尖锥；第二花管与第一实管连接；在第二实管、第四实管上分别固定有第一囊袋、第二囊袋；第一囊袋、第二囊袋的前后端均固定有挡板。装置还包括抽采管、注浆管；抽采管依次穿过第二囊袋、第一囊袋伸入第二花管内；注浆管依次穿过第二囊袋、第一囊袋；第一囊袋靠近煤层且距煤层1～2m。本实用新型提供的装置，相较于传统的封孔装置，密封性好，且节省材料，单孔封孔成本低；提高了抽采效率，抽采浓度高。
Description
技术领域
本实用新型涉及煤矿瓦斯治理技术领域，具体来说是一种点注式封孔装置。
背景技术
瓦斯抽采是煤矿瓦斯治理的重要途径之一。
在底板巷穿层钻孔采用传统方法封孔过程中，由于未进行喷注浆、地层破碎及材料打运困难等原因，造成封孔浓度低下，抽采效果差。传统的“两堵一注”封孔方法中“外堵头”一般在1～2m处，“内堵头”一般不超过20m，其存在的主要不足有：因为巷道均有一松动圈，所以必须在施工地点对巷道进行喷、注浆，其工程量大，且往往达不到理想效果；在进行“两堵一注”带压注浆过程中，由于地层裂隙及松动圈原因，封孔材料用量大，材料消耗严重；由于水泥有一定的收缩比，一般要对钻孔进行多次复注，若因打运等原因造成封孔材料供应不及时，将严重影响钻孔封孔质量。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决现有技术中封孔密实性差等缺陷，提供一种点注式封孔装置来解决上述问题。
本实用新型是通过以下技术方案来实现上述技术目的：
点注式封孔装置，包括抽采段、封孔段；所述抽采段包括依次同轴连接的第一花管、第二花管；所述封孔段包括依次同轴连接的第一实管、第二实管、第三实管、第四实管；所述第一花管前端带有尖锥；所述第二花管与所述所述第一实管同轴连接；在所述第二实管、第四实管上分别固定有第一囊袋、第二囊袋；所述第一囊袋、所述第二囊袋的前后端均具有挡板；所述第一囊袋、所述第二囊袋的前后端的挡板分别固定在所述第二实管、第四实管上；
所述装置还包括抽采管、注浆管；所述抽采管依次穿过第二囊袋、第一囊袋伸入所述第二花管内；所述注浆管依次穿过所述第二囊袋、第一囊袋；所述第一囊袋靠近煤层且距煤层1～2m。
优选的，所述第一囊袋、所述第二囊袋分别包裹在所述第二实管、所述第四实管的四周。
优选的，所述注浆管处于所述第一囊袋和所述第二囊袋内的管体上均设置有逆止阀。
优选的，所述注浆管处于所述第一囊袋和所述第二囊袋之间的位置还设置有爆破阀。
优选的，所述挡板为套设在所述第二实管或所述第四实管上的圆锥体。
优选的，所述第一花管为至少一根2m1寸的PVC花管首尾相连；所述第二花管为至少一根2m1寸的PVC拉丝花管首尾同轴连接。
优选的，所述第一实管为至少一根2m1寸PVC实管首尾同轴连接；所述第二实管为至少一根1m1寸PVC实管首尾同轴连接；所述第三实管为至少一根4m1寸PVC实管首尾同轴连接；所述第四实管为至少一根1m1寸PVC实管首尾同轴连接。
一种点注式封孔方法，包括以下步骤：
1)下管：孔口往里依次下第一花管、第二花管、第一实管、第二实管、第三实管、第四实管；所述第二花管处于煤层段；所述第一花管前端带有尖锥；第二实管和第四实管上分别固定有第一囊袋和第二囊袋；
2)穿入两根胶管：一根依次穿过第二囊袋、第一囊袋伸入至煤层段的第二花管内，为抽采管；另一根进入第二囊袋、第一囊袋中，为注浆管；
3)注浆：用注浆管进行注浆，当注浆压力稳定在2MPa及以上时，注浆结束。
优选的，其中步骤1)中在第一囊袋和第二囊袋的前后端均固定有挡板。
优选的，所述步骤3)中注浆采用的是0.7:1比例搅拌均匀的水泥浆。
本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：
本实用新型提供的装置，相较于传统的封孔装置，密封性好，且节省材料，单孔封孔成本降低；
提高了抽采效率，抽采浓度高；
两个囊袋分别固定在两根1m长带档板PVC实管上，两头用挡板是保证囊袋下入过程中不被破坏。
附图说明
图1为本实用新型实施例1的结构示意图。
具体实施方式
为使对本实用新型的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：
本实用新型所提到的“前端”均为朝向钻孔里口方向。
实施例1
如图1所示，一种点注式封孔装置，包括抽采段1、封孔段2；所述抽采段1包括依次同轴连接的第一花管11、第二花管12；封孔段2包括依次同轴连接的第一实管21、第二实管22、第三实管23、第四实管24；第一花管11前端带有尖锥111；第二花管12与第一实管21同轴连接；在第二实管22、第四实管24上分别固定有第一囊袋221、第二囊袋241；在第一囊袋221、第二囊袋241的前后端均固定有挡板25。第一囊袋221、第二囊袋241的前后端挡板25分别固定在第二实管22、第四实管24上。
装置还包括抽采管31、注浆管32；挡板25上具有供抽采管31、注浆管32穿过的孔。抽采管31依次穿过挡板25、第二囊袋241、挡板25、挡板25、第一囊袋221、挡板25后伸入第二花管12内；注浆管32依次穿过挡板25、第二囊袋241、挡板25、挡板25、第一囊袋221；且注浆管32的前端有堵头321。第一囊袋221靠近煤层段4且距煤层段1～2m，使封堵效果更好。
第一囊袋221、第二囊袋241分别包裹在第二实管22、第四实管24的四周。
注浆管32处于第一囊袋221和第二囊袋241内的管体上均设置有逆止阀(图中未示出)。
注浆管32处于第一囊袋221和第二囊袋241之间的位置还设置有爆破阀322。
挡板25为套设在第二实管22或第四实管24上的圆锥体。
第一花管11为至少一根2m1寸的PVC花胶管首尾同轴连接；第二花管12为至少一根2m1寸的PVC拉丝花管首尾同轴连接。
第一实管21为至少一根2m1寸PVC实管首尾同轴连接；第二实管22为至少一根1m1寸PVC实管首尾同轴连接；第三实管23为至少一根4m1寸PVC实管首尾同轴连接；第四实管24为至少一根1m1寸PVC实管首尾同轴连接。
实施例2
一种点注式封孔方法，包括以下步骤：
步骤1.下管：孔口5往里依次下第一花管11、第二花管12、第一实管21、第二实管22、第三实管23、第四实管24；第二花管12处于煤层段4；
其中第一花管11前端带有尖锥111；第二实管22和第四实管24上分别固定有第一囊袋221和第二囊袋241，且在第一囊袋221和第二囊袋241的前后端分别固定有挡板25；
步骤2.穿入两根胶管：一根依次穿过第二囊袋241、第一囊袋221伸入至煤层段4的第二花管12内，为抽采管31；另一根进入第二囊袋241、第一囊袋221中，为注浆管32；
步骤3.注浆：用注浆管32进行注浆，当注浆压力稳定在2MPa及以上时，注浆结束。
步骤3中注浆采用的是0.7:1比例搅拌均匀的水泥浆。
具体工作中，要事先计算好抽采管数量，保证第一囊袋221封至煤层段4下的1～2m位置。严格按照水灰比0.7：1配置水泥浆液。前期注浆要放慢注浆速度，确保囊袋涨开、爆破阀正常打开。后续注浆时可稍微加快注浆速度。注浆压力稳定在2MPa及以上后方可停止注浆。封孔注浆结束24h后方可合茬抽采，以免影响封孔效果。及时对单孔浓度进行测量，当单孔浓度达不到要求时，要进行透孔，重新封孔。
实施例3
某轨顺底板巷第二单元现场采用点注式封孔抽采施工情况：
(一)瓦斯地质情况
钻孔施工穿13-1煤层，13-1煤预计瓦斯压力1.02Mpa，瓦斯含量6.08m3/t。13-1煤为黑色,块状,粉末状,条痕黑色,以亮煤为主,暗煤次之,少量镜煤,玻璃光泽,属半亮型煤，平均煤厚4.4m。
13-1煤顶板为微密砂质泥岩，厚度约4m；底板为致密泥岩，厚度约1.6m。钻孔施工开孔层为砂质泥岩。
(二)钻孔设计
某轨顺第二评价单元长度327.5m，区域措施钻孔共设计37组、370个孔，每组间距10米，局部构造区域采取加密措施每组间距5米，每组10个钻孔，钻孔量约16500m。
(三)钻孔施工情况
某轨顺第二评价单元，2015年5月8日开始施工，现已施工钻孔141个，共计14组，其中1-8组共计80个钻孔采用“点注式封孔”方式进行封孔试验，其余采用“一堵多注”方式进行封孔。对1-8组试验钻孔浓度进行考察，如下表：
表1：
表2
某轨顺底板巷第二单元钻孔浓度考察记录(第2组)
表3
表4
表5
表6
表7
表8
四、取得的效果
1、节省材料。单孔封孔费用约360元/孔左右，囊袋封孔段2至抽采干管间，无需1吋PVC套管、2吋铁套管、注浆、2吋抽采胶管及2吋管卡等，而采用传统工艺，单孔封孔及合茬费用达1914元/孔，单孔成本降低80％，1-8组80个钻孔，已节约材料费近12.5万元。
2、提高了抽采效果。实测抽采浓度单孔达70％以上，单孔纯量0.03m3/min，而第一评价单元采用孔口封堵进行“一堵多注”工艺封孔，钻孔抽采浓度不足20％，单孔抽采纯流量仅0.005m3/min。
五、几种常用封孔工艺对比表
表9几种常用封孔工艺对比表(按孔深70m)
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只 是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (7)
1.点注式封孔装置，其特征在于：包括抽采段、封孔段；所述抽采段包括依次同轴连接的第一花管、第二花管；所述封孔段包括依次同轴连接的第一实管、第二实管、第三实管、第四实管；所述第一花管前端带有尖锥；所述第二花管与所述第一实管同轴连接；在所述第二实管、第四实管上分别固定有第一囊袋、第二囊袋；所述第一囊袋、所述第二囊袋的前后端均具有挡板；所述第一囊袋、所述第二囊袋的前后端的挡板分别固定在所述第二实管、第四实管上；
所述装置还包括抽采管、注浆管；所述抽采管依次穿过第二囊袋、第一囊袋伸入所述第二花管内；所述注浆管依次穿过所述第二囊袋、第一囊袋；所述第一囊袋靠近煤层且距煤层1～2m。
2.根据权利要求1所述的点注式封孔装置，其特征在于：所述第一囊袋、所述第二囊袋分别包裹在所述第二实管、所述第四实管的四周。
3.根据权利要求1所述的点注式封孔装置，其特征在于：所述注浆管处于所述第一囊袋和所述第二囊袋内的管体上均设置有逆止阀。
4.根据权利要求1所述的点注式封孔装置，其特征在于：所述注浆管处于所述第一囊袋和所述第二囊袋之间的位置还设置有爆破阀。
5.根据权利要求1所述的点注式封孔装置，其特征在于：所述挡板为套设在所述第二实管或所述第四实管上的圆锥体。
6.根据权利要求1所述的点注式封孔装置，其特征在于：所述第一花管为至少一根2m1寸的PVC花管首尾同轴连接；所述第二花管为至少一根2m1寸的PVC拉丝花管首尾同轴连接。
7.根据权利要求1所述的点注式封孔装置，其特征在于：所述第一实管为至少一根2m1寸PVC实管首尾同轴连接；所述第二实管为至少一根1m1寸PVC实管首尾同轴连接；所述第三实管为至少一根4m1寸PVC实管首尾同轴连接；所述第四实管为至少一根1m1寸PVC实管首尾同轴连接。
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| CN105971661A (zh) * | 2016-06-28 | 2016-09-28 | 淮南矿业(集团)有限责任公司 | 一种点注式封孔装置 |
| CN106050297A (zh) * | 2016-06-28 | 2016-10-26 | 淮南矿业(集团)有限责任公司 | 一种点注式封孔方法及其装置 |
| CN110080763A (zh) * | 2019-05-13 | 2019-08-02 | 西安科技大学 | 一种基于内注式静态破碎卸压机构的煤层围岩卸压方法 |
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