[发明专利]瓦斯抽采钻孔检漏与堵漏一体化装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于煤炭瓦斯抽采领域，具体涉及瓦斯抽采钻孔检漏与堵漏一体化装置及方法。

背景技术

煤炭在我国一次性能源结构中处于绝对主要位置，预计到2015年，我国将达到38亿吨的煤炭需求量。然而，新形势下我国煤炭工业的发展面临着严峻的挑战。频繁发生的重特大瓦斯灾害事故，已成为煤矿安全生产最严重的制约因素。我国煤层赋存条件复杂，高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井约占1/3，防治煤矿瓦斯灾害便成为安全生产的重中之重。此外，瓦斯(煤层气)是一种清洁、高效的能源，在国际油价居高不下、减排压力空前增加的大环境下，亟需加大瓦斯的开发利用力度，将其作为优化我国能源结构的重要资源。瓦斯抽采不仅是有效防治煤矿瓦斯灾害和实现安全本质型生产的区域性措施，也是我国实施煤矿区煤层气开发的主要技术手段。煤矿瓦斯抽采和利用不但有利于提高煤矿安全水平，还有利于增加能源供应，优化能源结构，提高能源利用效率，促进节能减排，保护生态环境。

因此，煤矿瓦斯抽采集安全、能源和环保效益于一体，一举多得，具有多重经济和社会效益，对我国经济发展和社会发展均具有重大的现实意义。由于我国煤层瓦斯地质条件较为复杂，同时受当前技术水平的影响，致使井下抽采钻孔的封孔质量较差，从而导致煤层钻孔抽采瓦斯浓度普遍偏低。这不仅给煤矿井下瓦斯输运系统安全构成了威胁，同时也使抽采瓦斯利用成本增加，严重阻碍了我国煤层气开发产业向又快又好的方向发展。针对抽采钻孔封孔方法的问题，我国学者与现场技术人员已付诸了大量的实践，先后形成了注浆封孔工艺技术、聚氨酯高分子材料封孔技术、粉煤灰二次封孔工艺技术等，该类技术的应用在不同的矿区已取得了一定的应用效果，但由于煤矿井下巷道掘进形成的“卸压圈”的存在以及在煤岩自身的蠕变行为，致使钻孔在初次密封完成后，随着抽采作业的实施，将会导致次生裂隙的发育，从而引发空气摄入钻孔，降低钻孔内抽采瓦斯的浓度。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种结构简单，无需更换作业设备即可完成瓦斯抽采、钻孔检漏与堵漏的一体化装置与方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种瓦斯抽采钻孔检漏与堵漏一体化装置，包括封孔管、快接三通、探测管、气体分析仪及抽采管，还包括压风注料泵及注料管，所述探测管与注料管内置于快接三通中，所述快接三通的第一端口设置在注料管外，第二端口与抽采管相连，第三端口与封孔管相连，所述注料管的出料口端伸入抽采钻孔内，进料口端与压风注料泵相连，所述快接三通的第一端口与第二端口处对应设有控制注料管开闭的开闭阀Ⅰ与控制抽采管开闭的开闭阀Ⅱ。

进一步，所述快接三通中内置有四根注料管，相邻两根注料管间的夹角为90°，所述各注料管的出料口端均为弯曲弧形。

进一步，所述探测管设置在四根注料管中间，且探测管的探测端伸出注料管的出料口端。

进一步，所述快接三通的第三端口为卡套结构，卡套结构内设有套装在注料管外的锥形垫圈。

本发明还提供了一种利用瓦斯抽采钻孔检漏与堵漏一体化装置的方法，主要包含以下步骤：

(1)瓦斯抽采：关闭开闭阀Ⅰ，开启开闭阀Ⅱ，连通封孔管与抽采管抽采瓦斯；

(2)钻孔检漏：发现钻孔抽采瓦斯浓度偏低时，开启开闭阀Ⅱ与探测管上的阀门，检测钻孔内不同深度的氧气(或氮气)气体浓度值，判断漏气位置；

(3)钻孔堵漏：关闭开闭阀Ⅱ及探测管上的阀门，开启开闭阀Ⅰ与压风注料泵，使堵漏材料由注料管喷涂至漏气位置处的钻孔内壁上。

本发明的有益效果在于：(1)可在抽取瓦斯的状态下，可同步进行抽采钻孔内不同深处的氧气(或氮气)浓度测定，在抽采过程中实时检测瓦斯浓度，以便及时对漏气处进行堵漏密封，有效的提高了瓦斯的抽采浓度；(2)若出现漏气问题，则会引起氧气(或氮气)浓度增高，引发安全隐患，通过及时的检漏、堵漏，可有效保证抽采钻孔的安全性；(3)结构简单，使用方便，检测精度高，安全可靠，无需更换作业设备即可完成瓦斯抽采、抽采钻孔的检漏与堵漏作业，有效的提高了作业效率。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的A部放大图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。