[发明专利]一种自动补压钻孔密封装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于煤矿井下瓦斯治理技术及装备领域，涉及一种瓦斯抽采钻孔密封装置及方法，尤其涉及一种自动补压钻孔密封装置及方法。

背景技术

瓦斯抽采钻孔密封是瓦斯抽采等瓦斯治理手段的关键技术。国内外瓦斯抽采钻孔密封工艺上普遍采用“两堵一注”封孔工艺，封孔材料多采用聚氨酯、有机树脂和水泥砂浆等材料，随着封孔材料技术的发展，以无机高吸水性材料为主的注浆封孔材料已经问世，该材料在钻孔内不凝固，一直处于膏体状态技术，能够实现二次或后续的注浆补压，对封堵失效的钻孔再次进行注浆密封。但在钻孔受采动影响，钻孔及钻孔周围裂缝发生变化，现有的钻孔密封装置或方法不能及时密封钻孔变形后及钻孔周围裂隙再次发育的空间，使钻孔封堵工艺失效。因此，为了解决钻孔初次密封及受采动影响后的二次密封技术难题，急需寻求一种新的钻孔密封装置和方法，特别是能够对抽采钻孔进行二次和后续补压注浆封孔，以满足煤矿井下钻孔密封需要。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种能够实现自动二次或后续补压注浆封孔的自动补压钻孔密封装置及方法。

为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种自动补压钻孔密封装置，包括瓦斯抽采管，瓦斯抽采管上间隔套装有两个用于装填封孔浆体的可膨胀耐压囊袋，囊袋固定在靠近瓦斯抽采管两端的位置，两个囊袋分别通过注浆管与注浆装置连通，两个囊袋之间的空间也通过一根注浆管与注浆装置连通，所述各注浆管上均安装有压力表，注浆装置包括注浆控制装置，注浆控制装置通过采集压力表数据得到各注浆管中的浆体压力，并控制注浆装置分别向各注浆管注入封孔浆体。

所述注浆装置包括注浆操作台，与两个囊袋及两囊袋之间空间连通的注浆管安装控制阀后与注浆操作台连通，注浆操作台的注浆口与注浆泵连通，注浆泵与料箱连通，注浆控制装置通过控制控制阀和注浆泵分别给每个囊袋及两个囊袋之间的空间注入封孔浆体。

所述注浆控制装置包括微处理器，用于驱动控制阀和注浆泵工作的驱动电路和电源模块，微控制器用于采集电压表数据和发出用于控制控制阀及注浆泵工作的控制指令。

所述料箱上安装有报警装置，报警装置包括控制器，控制器连接有用于监测箱内浆体压力的压力传感器和报警的蜂鸣器。

所述瓦斯抽采管上安装有监控瓦斯流量的流量表和监控瓦斯密度的瓦斯检测仪。

所述囊袋两端均设有使其紧固在瓦斯抽采管上的压紧接头。

一种自动补压钻孔密封方法，其特征在于包括以下步骤：

a.将自动补压钻孔密封装置送入钻孔指定位置，注浆控制装置控制注浆装置先对靠近钻孔内部的囊袋注浆，当达到预定压力时，停止注浆，然后对另一囊袋注浆至预定压力，最后向两个囊袋之间空间进行注浆至预定压力，注浆结束后；使注浆装置与三根注浆管处于连通状态，然后将瓦斯抽采管与抽采管路连通进行瓦斯抽采，同时，注浆控制装置对各注浆管压力进行采集监测；

b.当两个囊袋或两个囊袋之间空间的浆体压力小于预定压力时，注浆控制装置采集各注浆管上压力表的数据进行判断，并控制注浆装置分别向需要补压的注浆管注入封孔浆体进行注浆补压，直至压力达到设定值时关闭注浆装置，注浆补压结束；

c.注浆补压结束后，注浆控制台回到压力监测状态，继续采集各注浆管压力并判断是否需要进行再次注浆补压，直至瓦斯抽采结束。

所述注浆装置包括注浆操作台，注浆管安装控制阀后与注浆操作台连通，注浆操作台的注浆口与注浆泵连通，注浆泵与料箱连通，注浆控制装置通过控制控制阀和注浆泵分别给每个囊袋及两个囊袋之间的空间注入封孔浆体。

所述料箱上安装有报警装置，报警装置包括控制器，控制器连接有用于监测箱内浆体压力的压力传感器和报警的蜂鸣器，通过压力传感器监测料箱中浆体的储量，当料箱缺少浆体时蜂鸣器发出报警声音，进行加料提示。

所述瓦斯抽采管上安装有监控瓦斯流量的流量表和监控瓦斯密度的瓦斯检测仪；所述流量表、瓦斯检测仪、压力表，压力传感器连接至矿用安全监测系统，对钻孔瓦斯抽采及钻孔密封状态进行在线监测