[发明专利]煤层注水长孔封孔装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种矿用装置，尤其涉及一种煤层注水长孔封孔装置。

背景技术

现在，各煤矿通用的煤层注水封孔工艺为：通过密封在钻孔内的注水管将水注入钻孔并渗入煤体。封孔即是指把注水管封在钻孔内。封孔问题是注水的一个关键问题，要保证压力水不从孔口及其附近的煤壁泄漏，就必须在一定的封孔深度下，将孔口封闭严密、坚固。一般认为，注水钻孔的封孔深度主要取决于注水压力、煤层的裂隙发育程度、沿巷道边缘煤体的破碎带宽度、煤层渗透水的性能及钻孔方向等。一般是注水压力越高、煤层渗透水的性能强的上向钻孔，其封孔深度越大，反之封孔深度小越。

在煤层注水中，一般认为封孔深度的基本原则为：①封孔深度应在煤层的湿润范围尚未达到设计的湿润半径以前，不得从巷道渗水，更不得跑水。②封孔深度应当超过巷道边缘煤体的卸压带宽度。③注水压力小于2.5MPa时，封孔深度不小于5m；注水大于2.5MPa时，封孔深度为5-15m；注水压力大于5MPa时，封孔深度应大于15m。④对于新采煤层需通过试验确定出适当的封孔深度。

目前封孔措施主要采用人工水泥封孔和封孔器两种方法，但投资和运行成本太高。

发明内容

本发明的目的是提供一种投资和运行成本低的煤层注水长孔封孔装置。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种煤层注水长孔封孔装置，包括封孔器，其特征是：封孔器上密闭连接有外限位板和内定位板，外限位板与内定位板相对应，外限位板接近封孔器的初端，内定位板接近封孔器的末端，外限位板上还密闭连接有注浆管和出气管，注浆管的初端和出气管的初端均位于外限位板外侧，注浆管的末端和出气管的末端均位于外限位板和内定位板之间。

根据所述的煤层注水长孔封孔装置，其特征是：所述封孔器的初端、所述注浆管的初端和所述出气管的初端分别密闭连接有阀门。

本发明用于煤层注水封孔，借助内定位板和外限位板，通过注浆管能够将内定位板与外限位板之间的空腔填充成泥浆充填区，封孔效果好，投资和运行成本低。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

附图中：

1、注水区；2、内定位板；3、泥浆充填区；4、封孔器；5、外限位板；6、注浆管；7、阀门；8、出气管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述：

一种煤层注水长孔封孔装置，如图1所示，包括封孔器4，封孔器4上密闭连接有外限位板5和内定位板2，外限位板5与内定位板2相对应，外限位板5接近封孔器4的初端，内定位板2接近封孔器4的末端，外限位板5上还密闭连接有注浆管6和出气管8，注浆管6的初端和出气管8的初端均位于外限位板5外侧，注浆管6的末端和出气管8的末端均位于外限位板5和内定位板2之间。封孔器4的初端、注浆管6的初端和出气管8的初端分别密闭连接有阀门7。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

本发明用于煤层注水封孔，是一种长臂煤体注水封孔新技术的应用，采用10米长的4分钢管（由5根2米长的短管连接而成）作为封孔器，插入注水孔内，封孔器的初端焊接阀门，距封孔器的初端向里100毫米处焊置外限位板，以防止泥浆外流，距封孔器的末端向外500毫米处焊置内定位板，用来阻止泥浆内流；封孔深度为8米（煤体湿润半径为7.5米），用泥浆泵通过注浆管注水泥砂浆，封填外限位板与内定位板之间8米长的空腔。

本发明中设有出气管，出气管的末端位于外限位板与内定位板之间的空腔内，利用泥浆泵注浆封填外限位板与内定位板之间的空腔时，当出气管的初端有泥浆流出时则表明空腔内已封满泥浆，关闭出气管初端的阀门即可。当注仰孔时，出气管的末端深入到内定位板处，当注俯孔时，出气管的末端临近外限位板处。水泥砂浆的水、灰、砂比为0.5：1：1，为了使水泥砂浆固化后的收缩量尽可能小一些，水的用量应以水泥砂浆呈稠状为准。当封近水平钻孔时，为确保封孔质量，最好采用硅酸盐膨胀水泥。砂子要过筛，控制粒径在2mm以下。采用水泥砂浆封孔泵注浆，只要能满足水泥砂浆层厚不小于13mm就可以不再扩孔。

使用传统的膨胀式封孔器封孔时，需要同时使用8根封孔器，注水达到预期煤体湿润度需要10天，使用本发明封孔7天就可以达到煤体湿润度，充分利用了水资源，且封孔严密，因为封孔深度为8米，超过锚杆长度，能够避免从锚杆眼向外漏水，提高了注水效果，为注水工作在人力、物力、财力等方面带来了极大的方便，提高了工作效率。