[发明专利]一种瓦斯抽采钻孔固液两相封孔装置及工艺

说明书

本发明公开了一种瓦斯抽采钻孔固液两相封孔装置，包括一号囊袋、二号囊袋、三号囊袋、一次注浆管和二次注浆管，一号囊袋和二号囊袋之间为第一封孔段，二号囊袋和三号囊袋之间为第二封孔段；一次注浆管上安装有位于第一封孔段内的爆破阀；二次注浆管的另一端位于第二封孔段内且通过第二单向阀与第二封孔段连通。本发明同时公开了一种瓦斯抽采钻孔固液两相封孔工艺，在第一封孔段固相封孔后联网抽采，对已完成固相封孔的抽采钻孔进行瓦斯抽采浓度的定期检测，对漏气的抽采钻孔进行第二封孔段液相封孔，之后能够继续抽采。本发明可以对封孔差、漏气的抽采钻孔进行液相封孔操作，并且可以对液封效果进行定期维护，避免了加密抽采钻孔的繁琐施工。

技术领域

本发明属于煤矿瓦斯抽采技术领域，涉及一种瓦斯抽采钻孔固液两相封孔装置及工艺。

背景技术

瓦斯抽采是解决和预防煤矿瓦斯灾害的重要措施，在瓦斯抽采过程中，封孔技术将在很大程度上影响瓦斯抽采的工作效率。若瓦斯抽采钻孔的封孔质量差，将会造成煤层瓦斯流动压差的减小，不利于快速将瓦斯抽采出去，会增加瓦斯抽采时间，同时会降低抽采设备的利用效率，增加煤矿企业大量无畏的能耗。因此，提高瓦斯抽采钻孔的封孔质量是保证井下瓦斯抽采安全高效的基础保障，对于矿井瓦斯治理和利用具有重要意义。

现阶段国内外普遍采用的封孔材料主要有水泥浆、聚氨酯、黄泥和封孔器封孔等几种。普遍采用的封孔工艺主要有单一封堵、一堵一注、两堵一注等几种。上述封孔材料和工艺均有自己的优点，在不同的区域内得到了相应的推广应用，但是目前我国许多矿井的瓦斯抽采率和瓦斯抽采浓度仍然达不到国家标准要求。这充分反映了抽采钻孔封孔质量差、漏气的现状，间接反映出上述封孔材料和工艺存在一定的局限性。目前绝大多数钻孔在封孔初始瓦斯浓度还较高，但是瓦斯抽采浓度衰减很快，不能维持较高浓度的瓦斯，导致瓦斯的抽采浓度和流量不达标，严重制约了瓦斯抽采效果。封孔材料和工艺存在着严重不足，亟待进一步改善。

对于目前钻孔内瓦斯抽采浓度衰减快，已有的封孔方法对于封孔较差、漏气的抽采钻孔的修复束手无策。因此，寻找一种封孔时操控简单、封孔效果好、成本低、对封孔差的钻孔可以进行二次封孔操作的装置与方法成为当务之急。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供了一种瓦斯抽采钻孔固液两相封孔装置及工艺，在首次采用固相封孔材料封堵孔壁微裂隙后，可以采用液相封孔材料对封孔差、漏气的钻孔进行二次封孔操作，封堵孔壁超微裂缝，进一步强化了封孔效果，能保证瓦斯的抽采浓度的再次达标，最终实现提高瓦斯抽采浓度和抽采效率的目标，为矿区瓦斯的高效治理提供有效的技术支持。

本发明为了解决上述问题所采取的技术方案是，提供了一种瓦斯抽采钻孔固液两相封孔装置，包括一号囊袋、二号囊袋、三号囊袋、一次注浆管和二次注浆管，一次注浆管沿钻孔的孔口到孔底方向分别穿过一号囊袋、二号囊袋和三号囊袋的内部，一号囊袋靠近钻孔的孔口一侧，一次注浆管上安装有三个间隔设置的第一单向阀，一号囊袋、二号囊袋和三号囊袋分别对应连通一个所述第一单向阀，一次注浆管靠近钻孔的孔口一端为一次注浆入口，一次注浆管靠近钻孔的孔底一端封堵。

所述一号囊袋、二号囊袋和三号囊袋均为弹性囊袋，一号囊袋、二号囊袋和三号囊袋注浆膨胀后与钻孔的孔壁紧密接触，一号囊袋和二号囊袋之间的间隙记为第一封孔段，二号囊袋和三号囊袋之间的间隙记为第二封孔段；一次注浆管上安装有爆破阀，爆破阀位于第一封孔段内。

二次注浆管沿钻孔的孔口到孔底方向分别穿过一号囊袋和二号囊袋的内部，二次注浆管靠近钻孔的孔口一端为二次注浆入口，二次注浆管的另一端位于第二封孔段内且通过第二单向阀与第二封孔段连通。

一号囊袋和二号囊袋的结构相同，一号囊袋和二号囊袋上分别开设有用于一次注浆管、二次注浆管和瓦斯抽采套管穿过的孔位；三号囊袋开设有用于一次注浆管和瓦斯抽采套管穿过的孔位；一号囊袋、二号囊袋和三号囊袋的两端分别通过卡环固定安装在一次注浆管上。