[实用新型]一种煤矿瓦斯预抽钻孔柔性封孔系统

说明书

本实用新型公开了一种煤矿瓦斯预抽钻孔柔性封孔系统，包括并排设置在瓦斯预抽钻孔空间的抽采管、注浆管和两根加压管，瓦斯预抽钻孔空间以瓦斯抽采的一端为内端，另一端为外端，瓦斯预抽钻孔空间内从外到内依次设置有前气囊、中间气囊和后气囊，中间气囊由一上一下对称设置的上气囊和下气囊组成，抽采管穿过前气囊和后气囊，且夹在上气囊和下气囊之间，两根加压管中一根从外到内依次穿过前气囊和上气囊且穿入后气囊；两根加压管中的另一根从外到内依次穿过前气囊和下气囊且穿入后气囊；注浆管穿过前气囊，并夹在上气囊和下气囊之间。本实用新型实施简单，有效提高封孔效果，易于推广。

技术领域

本实用新型属于煤矿瓦斯抽采技术领域，具体涉及一种煤矿瓦斯预抽钻孔柔性封孔系统。

背景技术

煤炭作为我国最主要的能源，在一次能源生产和消费结构中始终占70％左右。但由于煤层赋存条件复杂多变，含瓦斯煤层多，煤矿瓦斯储量大，因而我国煤炭工业长期受到各种自然灾害的威胁，严重影响着矿井的安全生产和可持续发展。瓦斯灾害即是煤矿开采过程中最严重的灾害之一。据2006年统计资料，在100个国有重点煤炭生产企业的609处矿井中，高瓦斯矿井占26.8％，煤与瓦斯突出矿井占17.6％，低瓦斯矿井占55.6％。随着开采深度的不断增加，瓦斯涌出量不断加大，煤与瓦斯突出危险也在不断的增加，高瓦斯矿井的数量也在增加。目前，国内防治煤矿瓦斯灾害的根本性方法是进行瓦斯抽采，为保障瓦斯抽采安全高效进行，瓦斯抽采钻孔的有效密封成为瓦斯抽采的关键。

20世纪80年代，周世宁院士提出了主动式测压法，其基本原理是“固封液，液封气”，即把液体作为封孔物质,用以解决固体物质无法严密封闭钻孔周围裂隙的难题，且根据流体渗透取决于压差的原理，在整个密封过程中，始终令密封液的压力略高于瓦斯的压力,以防止瓦斯的泄漏。为了保持密封液的压力并有效防止封孔段塌孔,需要在密封液液体段的两端处用高强度水泥基材料进行封堵并对孔壁进行固化，而密封液用柔性弱强度材料,这样就形成了用固体封堵液体、用液体封堵气体的密封系统。

。但是，目前常使用矿用水泥浆液注浆封孔，包括其他注浆封孔方式中，当浆液凝固就无法对抽采过程中演化出的新生裂隙进行密封，采用固化封堵就意味着封孔装置将无法回收利用，封孔材料及大量管路都遗留在孔中，大量封孔装置基本属一次性使用，材料耗费巨大。对于煤矿来说，单瓦斯预抽这一项作业，每年需要投入大量的人力物力。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种设计新颖合理、结构简单、实现方便、能够实现较好封孔效果的一种煤矿瓦斯预抽钻孔柔性封孔系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种煤矿瓦斯预抽钻孔柔性封孔系统，包括并排设置在瓦斯预抽钻孔空间内的抽采管、注浆管和两根加压管，所述瓦斯预抽钻孔空间以瓦斯抽采的一端为内端，另一端为外端，所述瓦斯预抽钻孔空间内从外到内依次设置有前气囊、中间气囊和后气囊，所述中间气囊由一上一下对称设置的上气囊和下气囊组成，所述抽采管穿过前气囊和后气囊，且夹在中间气囊的上气囊和下气囊之间，两根所述加压管中其中一根从外到内依次穿过前气囊和构成中间气囊的上气囊且穿入后气囊；两根所述加压管中的另外一根从外到内依次穿过前气囊和构成中间气囊的下气囊且穿入后气囊；所述上气囊上设置有多个第一卡扣，多个所述第一卡扣将上气囊固定连接在抽采管、注浆管和穿过上气囊的加压管上，并将上气囊分割为多个上子气囊；所述下气囊上设置有与固定上气囊的第一卡扣位置相同的多个第二卡扣，多个所述第二卡扣将下气囊固定连接在抽采管、注浆管和穿过下气囊的加压管上，并将下气囊分割为多个下子气囊；穿过上气囊的一根加压管上位于前气囊、上气囊中多个上子气囊和后气囊内的部分均设置有气孔，穿过下气囊的一根加压管上位于前气囊、下气囊中多个下子气囊和后气囊内的部分均设置有气孔，所述气孔上连接有通气阀门；所述注浆管穿过前气囊，并夹在中间气囊的上气囊和下气囊之间，位于前气囊与中间气囊之间、后气囊与中间气囊之间和相邻两个上子气囊之间的注浆管上均设置有注浆浆液出口，所述注浆浆液出口上连接有注浆阀门；