[实用新型]一种基于正-负压封堵结合的瓦斯钻孔封孔设备

说明书

本实用新型公开了一种基于正‑负压封堵结合的瓦斯钻孔封孔设备，包括抽采管、膨胀囊、导向挡板、高压注液系统、输料系统；所述抽采管外设有两组导向挡板，膨胀囊固定于导向挡板内侧；所述高压注液系统包括注液泵、注液管、单向爆破阀，注液管一端位于膨胀囊内，另一端与注液泵相连；输料系统包括压风机、输料机、输料管，输料管一端穿过膨胀囊且端口位于两膨胀囊之间，另一端与输料机、压风机连接。本实用新型可通过向两膨胀囊内注入膨胀液体在封孔段两端进行封堵，形成密闭空间，然后利用输料系统将细微颗粒材料注入密闭空间，并通过压风机和瓦斯抽采负压将细微颗粒压入煤体裂隙中，进一步封堵裂隙，有效提高瓦斯抽采钻孔封孔质量。

技术领域

本实用新型涉及煤层瓦斯抽采钻孔封孔领域，特别涉及一种基于正-负压封堵结合的瓦斯钻孔封孔设备。

背景技术

我国煤层普遍具有瓦斯含量高、对瓦斯吸附性高、瓦斯压力低、煤层透气性低的特征，这就造成了煤矿井下瓦斯治理困难和煤层瓦斯抽采效率低的问题。煤层瓦斯抽采过程中，往往受到瓦斯抽采钻孔难封孔、易塌孔和易堵孔等问题的影响，严重制约单孔抽采效率和全矿的瓦斯抽采率。我国目前大多矿井瓦斯抽采量不达标，除了煤层瓦斯抽采方法选择不当外，瓦斯抽采钻孔封孔效果满足不了工程要求也是一个重要原因，因此封孔效果是煤层瓦斯抽采的关键。目前钻孔封孔工程存在以下不足：本煤层瓦斯抽采封孔质量难以满足钻孔密封检验要求、抽采负压偏低、瓦斯浓度偏小等。当前国内外采用的封孔技术主要有机械式封孔、高分子聚合材料封孔、无机化学材料封孔等，但现有的封孔方法只局限于如何“堵”钻孔，而未涉及到如何封堵和处理煤层裂隙和瓦斯泄漏通道，而这些煤层裂隙和瓦斯泄漏通道随着瓦斯的抽出和工作面采动应力扰动的影响会发育延伸，从而导致抽放后期瓦斯潜能得以释放，致使煤体发生变形、位移和泄压，在抽放负压的作用下空气很容易通过这些孔、裂隙进入抽采钻孔内，从而导致瓦斯抽放浓度下降，缩短了瓦斯钻孔的抽放周期。因此，针对目前煤层瓦斯抽采中封孔质量较差，瓦斯抽采浓度低等问题，研制一种可靠、高效的瓦斯抽采钻孔封孔设备和封孔方法是十分迫切需要的，这将有效提高瓦斯抽采钻孔封孔质量和保证钻孔的有效服务周期、改善瓦斯抽采效果。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有瓦斯抽采钻孔封孔设备及封孔方法的不足，提供一种基于正-负压封堵结合的瓦斯钻孔封孔设备，实现对瓦斯抽采钻孔的有效封堵，从而有效保障瓦斯抽采钻孔服务周期，提高钻孔瓦斯抽采效率。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于正-负压封堵结合的瓦斯钻孔封孔设备，该设备包括抽采管、膨胀囊、导向挡板、高压注液系统、输料系统；所述抽采管外设有两组导向挡板，膨胀囊固定于导向挡板内侧；所述高压注液系统包括注液泵、注液管、单向爆破阀，注液管一端位于膨胀囊内且端头处设有单向爆破阀，另一端与注液泵相连；输料系统包括压风机、输料机、输料管，输料管一端穿过膨胀囊且端口位于两膨胀囊之间，另一端与输料机、压风机连接。

所述抽采管在瓦斯抽采钻孔封孔段设有两组圆环状导向挡板，抽采管从导向挡板中心穿过；每组导向挡板由两个间距为2m的圆环状PVC硬板组成，两组导向挡板之间的距离为8m。

所述两组导向挡板两挡板之间的凹槽内分别密封固定有膨胀囊，其中一个膨胀囊位于瓦斯抽采钻孔内部距孔口10m处，另一个膨胀囊位于瓦斯抽采钻孔孔口处；所述膨胀囊为中空囊状体，其材质为软橡胶。

所述导向挡板上分别设有充液口、注液孔、输料孔，其中充液口、注液孔与膨胀囊内部相通，输料孔穿过瓦斯抽采钻孔孔口处的膨胀囊。

所述注液管一端穿过导向挡板上的注液孔进入膨胀囊内，另一端与注液泵连接，且在膨胀囊内的一端端口处设有单向爆破阀，单向爆破阀的爆破压力为0.5MPa。

所述输料管从输料孔中穿过，一端伸进两膨胀囊中间的密闭空间，另一端与输料机、压风机连接，且伸进密闭空间一端设有多个筛孔。

所述注液泵上设有注液压力表，所述压风机上装有气压表。