[发明专利]一种煤层瓦斯抽采钻孔黏液动态可回收封孔装置及方法

说明书

本发明涉及煤炭、瓦斯开采技术领域，一种煤层瓦斯抽采钻孔黏液动态可回收封孔装置，用于封堵煤层内的钻孔孔口段，3个第二高压软管的第二端分别和孔口膨胀胶囊、孔末端膨胀胶囊和封堵段，所述动态注浆系统通过可切换的和3个所述第二高压软管的第一端连接，使动态注浆系统向孔口膨胀胶囊内部、孔末端膨胀胶囊内部或封堵段注入封堵胶；所述孔口膨胀胶囊和孔末端膨胀胶囊外壁均为弹性壁，孔口膨胀胶囊和孔末端膨胀胶囊在注入封堵胶后膨胀，进而封堵钻孔内壁和封孔管外壁之间的间隙，封堵段注入封堵胶后填充钻孔内壁和封孔管外壁之间的间隙。另外，本发明还提出一种煤层瓦斯抽采钻孔黏液动态可回收封方法。

技术领域

本发明涉及煤炭、瓦斯开采技术领域，特别是煤层瓦斯抽采钻孔封堵技术。

背景技术

随着浅部低瓦斯区域煤炭资源逐渐开采殆尽，井工开采煤矿将延伸至煤田高瓦斯区域，为了防止开采期间大量瓦斯涌出制约安全生产，国家安全生产监督管理总局颁布了安监总煤装〔2011〕163号文件《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》明确规定了本煤层瓦斯抽采达标的强制性条款。

高瓦斯矿井本煤层瓦斯抽采工艺是减少开采期间工作面瓦斯涌出的重要技术手段，现阶段制约本煤层瓦斯抽采效率的主要因素是煤层钻孔封孔方法及配套装置，国内外主要采取聚氨酯封孔方法和“两堵一注”封孔法，封孔材料主要为水泥砂浆和聚氨酯，水泥砂浆易收缩干裂，并且封孔时间较长；聚氨酯遇水易软化收缩，渗透性差，很难渗入到钻孔周边微裂隙中；这些封孔方法均存在煤层钻孔封孔抽采后出现裂隙漏气无法二次封孔补救的问题，以及煤层钻孔中的封孔材料及抽采管无法回收的问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种煤层瓦斯抽采钻孔黏液动态可回收封孔装置，该装置能有效封堵瓦斯抽采钻孔松动圈裂隙。另外本发明还提出一种煤层瓦斯抽采钻孔黏液动态可回收封孔方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

在第一个技术方案中，一种煤层瓦斯抽采钻孔黏液动态可回收封孔装置，用于封堵煤层内的钻孔孔口段，包括动态注浆系统和静态密封系统，其中静态密封系统包括3个第二高压软管、孔口膨胀胶囊、孔末端膨胀胶囊和封孔管，其中所述封孔管置于所述钻孔内，所述孔口膨胀胶囊和孔末端膨胀胶囊间隔设套装在封孔管外部，所述孔末端膨胀胶囊靠近孔内一侧为封堵段， 3个所述第二高压软管的第一端均为自由端，3个第二高压软管的第二端分别和孔口膨胀胶囊、孔末端膨胀胶囊和封堵段，所述动态注浆系统通过可切换的和3个所述第二高压软管的第一端连接，使动态注浆系统向孔口膨胀胶囊内部、孔末端膨胀胶囊内部或封堵段注入封堵胶；所述孔口膨胀胶囊和孔末端膨胀胶囊外壁均为弹性壁，孔口膨胀胶囊和孔末端膨胀胶囊在注入封堵胶后膨胀，进而封堵钻孔内壁和封孔管外壁之间的间隙，封堵段注入封堵胶后填充钻孔内壁和封孔管外壁之间的间隙。

在第一个技术方案中，作为优选的，所述孔口膨胀胶囊和孔末端膨胀胶囊在钻孔开设方向的两端均设有护头，该护头作为孔口膨胀胶囊和孔末端膨胀胶囊端部的保护盖，且护头为具有伸缩性的弹性件。

在第一个技术方案中，作为优选的，所述动态注浆系统包括储液容器、进胶软管、加压注胶泵和第一软管，所述进胶软管第一段置于储液容器内，第二端连接加压注胶泵的入胶口，所述第一软管的第一端连接加压注胶泵的出胶口，所述进胶软管临近加压注胶泵的位置设有进胶口调节阀、所述第一软管临近加压注胶泵的位置均设有出胶口调节阀。

在第一个技术方案中，作为优选的，所述第二高压软管上设有用于检测第二高压软管管内胶体压力的压力表组件。

在第一个技术方案中，作为优选的，所述压力表组件包括注胶截止阀、监测压力表调节阀、压力表连接头和压力表，其中注胶截止阀设置在中间软管管体上，所述压力表通过压力表连接头连接在中间软管上，且压力表连接头上设有监测压力表调节阀。

在第二个技术方案中，一种煤层瓦斯抽采钻孔黏液动态可回收封孔方法，使用如第一个技术方案中所述的煤层瓦斯抽采钻孔黏液动态可回收封孔装置，包括以下步骤，