CN216741447U - 一种瓦斯抽采钻孔裂隙自修复装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及煤矿瓦斯抽采技术领域，公开了一种瓦斯抽采钻孔裂隙自修复装置,包括设置在预先开设的钻孔内部的瓦斯抽采管及注浆组件，所述的钻孔内部设置有玻璃管，其中玻璃管设置多个，且每个玻璃管内部均为中空结构，用于放置自修复液体；在钻孔的入口处设置有对玻璃管进行封堵的密封件。本实用新型通过采用自修复的方法，实现当钻孔封堵段周围受应力影响导致封堵材料内部玻璃管破裂时，自修复液体流出，在裂隙处与周围的固化剂接触发生固化反应生成固化物来修复裂隙通道，从而保证有效地将瓦斯的抽采负压转换为瓦斯抽采过程中的流动动能，最终实现钻孔内瓦斯抽采浓度的提高。

Description

一种瓦斯抽采钻孔裂隙自修复装置

技术领域

本实用新型涉及煤矿瓦斯抽采技术领域，尤其涉及一种瓦斯抽采钻孔裂隙自修复装置。

背景技术

抽采钻孔预抽煤层瓦斯是一种安全高效的瓦斯治理方式，但钻孔失效严重影响矿井瓦斯安全治理工作。钻孔失效的主要原因是钻孔漏风；漏风通道主要有煤层顶底板应力导致的煤壁侧漏风和打钻过程中造成的钻孔围岩漏气圈两种；抽采后期，随着应力的重新分布，这些裂隙会在煤层内部和钻孔周围不断扩展、发育；为了封堵这些裂隙通道，进而产生了多种不同的封孔工艺；目前广泛使用的是带压注浆封孔；传统的纯水泥浆自身固化时会脱水收缩；在长期采动应力的影响下，钻孔封堵段封堵材料与钻孔内壁接触面处产生裂隙，同时水泥材料内部也会有裂隙产生；两种裂隙不断扩展贯通，钻孔周围漏气通道增多，这时钻孔孔口位置赋予的抽采负压没有被有效地转换为瓦斯抽采过程中的流动动能，而是被消耗在封孔段孔内外空气流动上，显著降低钻孔内瓦斯抽采效率。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种瓦斯抽采钻孔裂隙自修复装置，能够通过预先向瓦斯抽采钻孔内送入装有自修复液体的玻璃管，从而实现当钻孔封堵段周围受应力影响导致封堵材料内部玻璃管破裂时，使自修复液体流出，在裂隙处与周围的固化剂接触发生固化反应生成固化物来修复裂隙通道，从而保证有效地将瓦斯的抽采负压转换为瓦斯抽采过程中的流动动能，最终实现钻孔内瓦斯抽采浓度的提高。

本实用新型采用以下技术方案：

一种瓦斯抽采钻孔裂隙自修复装置,包括设置在预先开设的钻孔内部的瓦斯抽采管及注浆组件，其特征在于：所述的钻孔内部设置有玻璃管，其中玻璃管设置多个，且每个玻璃管内部均为中空结构，用于放置自修复液体；在钻孔的入口处设置有对玻璃管进行封堵的密封件。

所述的密封件为设置在钻孔入口处的快干水泥。

每个所述的玻璃管均为分段设置，且相邻的两段之间均可拆卸的连接。

每个所述的分段后的单节玻璃管均通过螺纹依次首尾相连。

所述的单节玻璃管外端设置有注液孔，注液孔上设置有密封盖。

所述的密封盖在注液孔上转动设置。

所述的单节玻璃管的两端均为密封设置。

所述的单节玻璃管的长度为1500mm, 直径为15mm,壁厚1mm。

所述的注浆组件包括导通设置在钻孔内的注浆管及回浆管。

所述的瓦斯抽采管设置在钻孔的中心位置。

与现有技术相比本实用新型的有益效果是：本实用新型通过预先向瓦斯抽采钻孔内送入装有自修复液体的玻璃管，从而实现当钻孔封堵段周围受应力影响导致封堵材料内部玻璃管破裂时，自修复液体流出，在裂隙处与周围的固化剂接触发生固化反应生成固化物来修复裂隙通道，从而保证钻孔的密封性，减少漏气量，提高钻孔内瓦斯抽采浓度，以保证有效地将瓦斯的抽采负压转换为瓦斯抽采过程中的流动动能，最终实现钻孔内瓦斯抽采浓度的提高。

进一步地，本实用新型的自修复装置中，玻璃管的分段设置便于玻璃管向钻孔内的安装；提升操作的便利性；注液孔设置在玻璃管的外端，方便向玻璃管内部进行注液操作，以免玻璃管在注液时发生破裂的情况。单节玻璃管两端的封闭设置，便于单独对每节玻璃管进行自修复液的装填操作，并为后续单节玻璃管的连接安装提供便利。

附图说明

图1为本实用新型施工作业的结构示意图；

图2为本实用新型钻孔内部玻璃管布置截面图；

图3为本实用新型玻璃管的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图和实施例对本实用新型作以清楚和完整的说明：

如图1至图3所示，本实用新型所述的一种瓦斯抽采钻孔裂隙自修复装置，包括设置在预先开设的钻孔2内部的瓦斯抽采管1及注浆组件，其中瓦斯抽采管1优选设置在钻孔2的中间位置，以保证对瓦斯抽取的均匀性及效率；注浆组件用于对钻孔2内进行注浆操作，使钻孔2内形成封堵段对瓦斯抽采管1进行密封，实现对钻孔2内部的封堵，降低瓦斯抽采过程中抽采负压的损耗，确保抽采负压有效的转化为瓦斯抽采过程中流动的动能；同时还对玻璃管6进行密封包覆；注浆组件包括导通设置在钻孔2内的注浆管3及回浆管4；此外，注浆管3、回浆管4及瓦斯抽采管1靠近钻孔2入口处的一端均延伸出钻孔2一定距离，以便于注浆管3同注浆设备进行连接，瓦斯抽采管1同抽采系统进行连接，此外在注浆管3及回浆管4上还均设置有开关阀门5，以便于注浆完成后对其进行密封处理。

钻孔2内部设置有多个玻璃管6，且每个玻璃管6内部均为中空结构，用于放置自修复液体；在钻孔2的入口处设置有对玻璃管6进行封堵的密封件7；密封件7优选采用快干水泥，对钻孔2入口处进行密封，快干水泥能够快速凝固缩短施工时长，并能够长期保持高强度及稳定性，确保密封效果；此外，本实用新型中每个所述的玻璃管6均为分段设置，且相邻的两段之间均可拆卸的连接；分段设置便于根据需要对玻璃管6的长度进行调整，同时也为玻璃管6向钻孔2内的安装提供便利；优选地，相邻两段玻璃管6之间通过螺纹进行连接，以确保玻璃管6的紧密结合；每段玻璃管6的长度优选设置为1500mm，直径15mm,壁厚1mm。每段单节玻璃管6的两端均进行密封设置，单节玻璃管6两端的封闭设置，便于单独对每节玻璃管6进行自修复液的装填操作，并为后续单节玻璃管6的连接安装提供便利；每段单节玻璃管6的外端均设置有注液孔，注液孔上设置有密封盖8，密封盖8优选转动设置在注液孔上，密封盖8的转动设置及注液孔在玻璃管6外端的设置，能够提升向玻璃管6内部注入液体的便利性。

本实用新型中对裂隙进行修复的方法包括以下步骤：首先，在煤层预设位置进行指定深度的钻孔操作；其中钻孔孔径优选为94mm；其次，制备自修复液及水泥浆液；自修复液采用E51型环氧树脂乳液，经乳化处理后得到，乳化剂采用十二烷基苯磺酸钠，用量为环氧树脂的5%；在制备时先将固体环氧树脂预先磨成微米级的环氧树脂粉末，然后和乳化剂在三口瓶中高速搅拌2个小时，搅拌速度为500r/min，最后往环氧树脂中逐渐滴加蒸馏水,至环氧树脂为水包油形式时乳化完成；水泥浆液中添加T31型环氧树脂专用固化剂，以便于同自修复液发生固化反应生成固化物来修复裂隙，从而减少钻孔2内部及周围的漏气量，提高钻孔2内瓦斯抽采浓度；水泥浆液采用强度等级为42.5MPa的硅酸盐水泥，其中水灰比为0.7:1。随后，进行注浆管3、回浆管4及抽采管的预埋操作；确保钻孔2结构完好且通畅后，将注浆管3、回浆管4及抽采管送至指定深度，并在钻孔2入口处预留注浆管3、回浆管4及抽采管指定长度；而后将自修复液注入玻璃管6内部，并将玻璃管6送达钻孔2指定深度，用快干水泥进度钻孔2入口的封堵，并确保玻璃管6完全被封至钻孔2内部；最后通过注浆管3进行注浆操作，直至回浆管4有浆液流出时，关闭设置在回浆管4上的单向阀，并将孔口处注浆管3折死，用铁丝将其固定，去掉注浆管3，封孔完成。

本实用新型的工作原理为，通过预先向瓦斯抽采钻孔2内送入装有自修复液体的玻璃管6，从而在钻孔2封堵段周围受应力影响导致封堵材料内部玻璃管6破裂时，自修复液体流出，在裂隙处与周围的固化剂接触发生固化反应生成固化物来修复裂隙通道，从而保证钻孔2的密封性，减少漏气量，提高钻孔2内瓦斯抽采浓度，以保证有效地将瓦斯的抽采负压转换为瓦斯抽采过程中的流动动能，最终实现钻孔2内瓦斯抽采浓度的提高。

Claims (10)

1.一种瓦斯抽采钻孔裂隙自修复装置,包括设置在预先开设的钻孔内部的瓦斯抽采管及注浆组件，其特征在于：所述的钻孔内部设置有玻璃管，其中玻璃管设置多个，且每个玻璃管内部均为中空结构，用于放置自修复液体；在钻孔的入口处设置有对玻璃管进行封堵的密封件。

2.根据权利要求1所述的瓦斯抽采钻孔裂隙自修复装置,其特征在于：所述的密封件为设置在钻孔入口处的快干水泥。

3.根据权利要求1所述的瓦斯抽采钻孔裂隙自修复装置,其特征在于：每个所述的玻璃管均为分段设置，且相邻的两段之间均可拆卸的连接。

4.根据权利要求3所述的瓦斯抽采钻孔裂隙自修复装置,其特征在于：每个所述的分段后的单节玻璃管均通过螺纹依次首尾相连。

5.根据权利要求4所述的瓦斯抽采钻孔裂隙自修复装置,其特征在于：所述的单节玻璃管外端设置有注液孔，注液孔上设置有密封盖。

6.根据权利要求5所述的瓦斯抽采钻孔裂隙自修复装置,其特征在于：所述的密封盖在注液孔上转动设置。

7.根据权利要求6所述的瓦斯抽采钻孔裂隙自修复装置,其特征在于：所述的单节玻璃管的两端均为密封设置。

8.根据权利要求7所述的瓦斯抽采钻孔裂隙自修复装置,其特征在于：所述的单节玻璃管的长度为1500mm, 直径为15mm,壁厚1mm。

9.根据权利要求1所述的瓦斯抽采钻孔裂隙自修复装置,其特征在于：所述的注浆组件包括导通设置在钻孔内的注浆管及回浆管。

10.根据权利要求1所述的瓦斯抽采钻孔裂隙自修复装置,其特征在于：所述的瓦斯抽采管设置在钻孔的中心位置。

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