[实用新型]膨胀式二次带压快速封孔装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种适用于矿井瓦斯抽采的带压快速封孔装置，尤其是可以有效改善抽放钻孔封孔效果，提高瓦斯抽采浓度和延长抽采时间的膨胀式二次带压快速封孔装置。

背景技术

随着矿井开采深度的延伸，多数矿井逐渐由瓦斯矿井向高瓦斯甚至突出矿井转变，瓦斯已成为制约矿区发展的主要因素之一。瓦斯治理的关键是利用瓦斯抽采系统对煤层瓦斯实施抽采，其中抽放钻孔封孔质量是决定抽采效果的最主要因素。因此，如何提高抽放钻孔封孔质量仍是一个亟待解决的问题。由于煤层赋存条件复杂及透气性差的原因，国内普遍采用“高分子发泡材料封孔法”，该方法虽然使用简单，但存在瓦斯抽采浓度低、钻孔使用寿命短或成本高的缺陷。国外多采用“注管封孔法”，该方法可靠性较高，但投资大、操作工艺复杂，不能适应我国瓦斯抽采实际情况。

实用新型内容

为了解决现有的瓦斯抽采装置存在瓦斯抽采浓度低、钻孔使用寿命短或成本高的问题，本实用新型提供一种膨胀式二次带压快速封孔装置，该膨胀式二次带压快速封孔装置的抽放钻孔封孔分两次封堵，在第一次钻孔注入水泥混合浆液封孔完成且抽采瓦斯一段时间后，在不影响正常抽采的情况下，利用前一次封孔段前端提前安装好的膨胀式封孔袋注二次封孔用发泡材料实施第二次带压快速封孔，从而提高钻孔抽采瓦斯效果和延长抽采时间，钻孔的使用寿命长，整个抽采的过程简便可靠，为瓦斯抽采带来了很大的便利。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该膨胀式二次带压快速封孔装置设有一个管状的抽采管，抽采管的顶端设有抽采管堵头，抽采管的前端均匀设有封孔花眼，抽采管的侧面周围安装有膨胀式封孔袋，膨胀式封孔袋由高分子发泡材料Ⅰ隔离一段距离，抽放钻孔的孔口设有起密封作用的高分子发泡材料Ⅱ，管状的注浆管Ⅰ和出浆管穿过高分子发泡材料Ⅱ伸入到封孔段密封空间中，管状的注浆管Ⅱ依次穿过高分子发泡材料Ⅱ、封孔段密封空间及高分子发泡材料Ⅰ，进入膨胀式封孔袋。

该膨胀式封孔袋的工作原理为，当进行二次封孔向皮囊Ⅰ注二次封孔用发泡材料时，由于固定铁环Ⅰ和固定铁环Ⅱ固定不动，随着皮囊Ⅰ膨胀，滑动铁环则会向左移，当移至限位器时已将由金属铰链连接在一起的金属支撑片Ⅰ和金属支撑片Ⅱ把皮囊Ⅱ支撑固定在抽放钻孔的断面上；当继续注二次封孔用发泡材料时，皮囊Ⅰ膨胀到一定程度则会突然胀破，二次封孔用发泡材料会流入到整个二次封孔段密闭空间。

此装置工作时，先将膨胀式封孔袋安装在抽采管的前端，再将抽采管放置在抽放钻孔中，然后用高分子发泡材料Ⅰ将膨胀式封孔袋隔离一段距离，再在抽放钻孔的孔口采用高分子发泡材料Ⅱ将孔口密封；上述工作完成且等高分子发泡材料Ⅰ及高分子发泡材料Ⅱ固化后，采用复合硅酸盐酸水泥浆带压注浆进行第一次封孔，注浆一定时间后通过出浆管可以观察到注浆是否注满，待复合硅酸盐酸水泥浆凝固后就可以把抽放钻孔连接至抽采管网进行瓦斯抽放；当抽放钻孔抽采瓦斯一段时间且抽采效果明显下降后，再把二次封孔用发泡材料带压注入膨胀式封孔袋并使其可胀破侧胀破，待二次封孔用发泡材料流至可发泡空间并固化后，则完成了第二次带压快速封孔。

本实用新型的有益效果是，该膨胀式二次带压快速封孔装置的抽放钻孔封孔分两次封堵，在第一次钻孔注入水泥混合浆液封孔完成且抽采瓦斯一段时间后，在不影响正常抽采的情况下，利用前一次封孔段前端提前安装好的膨胀式封孔袋注二次封孔用发泡材料实施第二次带压快速封孔，从而提高钻孔抽采瓦斯效果和延长抽采时间，钻孔的使用寿命长，整个抽采的过程简便可靠，为瓦斯抽采带来了很大的便利。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型的结构原理示意图。

图2是膨胀式封孔袋工作原理示意图。

图中，1.煤墙，2.抽采管堵头，3.封孔花眼，4.抽采管，5.膨胀式封孔袋，6.高分子发泡材料Ⅰ，7.水泥浆，8.高分子发泡材料Ⅱ，9.注浆管Ⅰ，10.出浆管，11.注浆管Ⅱ，12.二次封孔用发泡材料，13.抽放钻孔，14.金属支撑片Ⅰ，15.金属铰链，16.金属支撑片Ⅱ，17.皮囊Ⅰ，18.固定铁环Ⅰ，19.固定铁环Ⅱ，20.皮囊Ⅱ，21.限位器，22.滑动铁环。

具体实施方式