[发明专利]一种煤层瓦斯抽采封孔装置及封孔方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿开采中的瓦斯抽采技术，尤其涉及一种煤层瓦斯抽采封孔装置及封孔方法。

背景技术

瓦斯抽采是煤矿瓦斯治理的根本措施和主要途径，抽采钻孔的封孔效果对抽采效果有较大的影响，主要表现在：钻孔漏气现象严重，则瓦斯抽采浓度过低。由于瓦斯抽采钻孔封孔不严，漏气现象严重，使得很多矿区的瓦斯抽采浓度达不到可以利用的浓度，使瓦斯利用成为困难，不得不将低浓度瓦斯排放到大气之中，这不仅造成瓦斯资源的巨大浪费，而且还会造成对大气的污染。

目前煤层瓦斯抽采封孔主要有机械式、无机材料和有机高分子材料三种方式。

机械式封孔适用于短时间、短距离的临时性瓦斯抽采封孔，而且成本较高，很少应用。

无机材料主要是水泥添加剂，此种封孔成本低，但凝固时间较长，封孔速度慢，有时水泥会收缩产生裂隙造成封孔不严。

有机高分子材料主要是采用聚氨酯进行封孔，该材料通过两种组分混合快速发泡凝固，发泡倍数高，凝固封孔迅速，因而在瓦斯抽采封孔中得到了广泛应用。采用聚氨酯封孔时，通常在孔口将上述两种组分的料混合后，再均匀涂抹在毛巾或麻布上，再将毛巾或抹布缠绕在抽采管上送入钻孔预定位置。由于上述两种组分的材料混合后发泡凝固的时间约在5分钟之内，当遇到钻孔较深或钻孔塌孔时，则会出现抽采管送不到钻孔预定位置就发泡凝固的现象，同时两种组分的材料在钻孔自由空间内膨胀，对抽采钻孔周边裂隙的封孔能力也有限。

发明内容

本发明提供一种煤层瓦斯抽采封孔装置及封孔方法，以解决现有技术中的问题，改善封孔效果。

本发明提供了一种煤层瓦斯抽采封孔装置，其中，包括：

抽采管；

两个膨胀水袋，所述抽采管从所述膨胀水袋中穿过；

水管，两个膨胀水袋之间通过所述水管相连通，所述水管上设置有阀门；

外连接管，设置在所述两个膨胀水袋之间，且所述外连接管套在所述抽采管和所述水管的外侧，使两个膨胀水袋之间的区域形成封闭区域；

两个内衬膜，每个内衬膜的两端分别固定在所述外连接管的内壁上，两个内衬膜分别与所述外连接管形成两个料腔；每个料腔对应外连接管上均设置有开口，所述开口通过塞子封堵。

如上所述的煤层瓦斯抽采封孔装置，其中，优选的是，还包括：进水管接头，所述进水管接头设置在任一个膨胀水袋上，用于向膨胀水袋内注水。

如上所述的煤层瓦斯抽采封孔装置，其中，优选的是：所述外连接管由两段连接管组成，两段连接管之间通过双向连接头连接。

如上所述的煤层瓦斯抽采封孔装置，其中，优选的是：所述水管与所述抽采管平行设置。

如上所述的煤层瓦斯抽采封孔装置，其中，优选的是：所述内衬膜为橡胶膜。

如上所述的煤层瓦斯抽采封孔装置，其中，优选的是：所述塞子为胶塞。

本发明还提供了一种煤层瓦斯抽采封孔方法，其中，通过本发明提供的煤层瓦斯抽采封孔装置来实现，所述方法包括如下步骤：

步骤a、向两个料腔内分别注入第一聚氨酯封孔材料和第二聚氨酯封孔材料；

步骤b、向一个膨胀水袋内注水，至两个膨胀水袋膨胀密封住钻孔两端，实现抽采钻孔的第一次密封；

步骤c、继续注水，当水管内的压力值到达设定值时，阀门打开，水进入到内衬膜和抽采管及水管之间的空腔，水挤压内衬膜，第一聚氨酯封孔材料和第二聚氨酯封孔材料分别将所述塞子挤压打开，所述第一聚氨酯封孔材料和第二聚氨酯封孔材料在膨胀水袋所密封的区域凝固，实现抽采钻孔的二次密封。

本发明提供的煤层瓦斯抽采封孔装置及封孔方法通过设置膨胀水袋等部件，利用水压挤出聚氨酯材料凝固的方式，解决了现有技术中聚氨酯材料凝固早，以及封孔效果不好的缺陷。

附图说明

图1为本发明提供的煤层瓦斯抽采封孔装置结构示意图；

图2为图1中A-A向剖视图；

图3为本发明提供的煤层瓦斯抽采封孔方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。

图1为本发明提供的煤层瓦斯抽采封孔装置结构示意图，图2为图1中A-A向剖视图。如图1和图2所示，本发明实施例提供了一种煤层瓦斯抽采封孔装置，包括抽采管1、两个膨胀水袋2、水管3、外连接管4和两个内衬膜5。