[发明专利]可复用、自动补压瓦斯抽采钻孔封孔系统及其工作方法

权利要求书

1.可复用、自动补压瓦斯抽采钻孔封孔系统，其特征在于：包括储液罐、封孔注浆泵组件、囊袋式封孔装置、负压回收泵组件和PLC自动控制系统，囊袋式封孔装置安装在瓦斯抽采管外部并伸入到钻孔内，钻孔从孔口到孔底为由左向右的方向，储液罐内储存有浆液，封孔注浆泵组件的进口与储液罐出口连接，囊袋式封孔装置内部穿设有注浆管和回收管，封孔注浆泵组件的出口与注浆管左端口连接，负压回收泵组件的进口与回收管左端口连接，负压回收泵组件的出口通过过滤器与储液罐顶部的进口连接；PLC自动控制系统包括PLC控制器、电磁阀、压力表和压力传感器，电磁阀和压力表安装在注浆管上，压力传感器连接在压力表的输出端和PLC控制器的输入端之间，PLC控制器的输出端分别与电磁阀的输入端和封孔注浆泵组件的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的可复用、自动补压瓦斯抽采钻孔封孔系统，其特征在于：囊袋式封孔装置包括同轴向安装在瓦斯抽采管上的左囊袋和右囊袋，左囊袋和右囊袋外形均为圆柱形，左囊袋和右囊袋的中心设有套在瓦斯抽采管外圆的圆柱孔；

钻孔在左囊袋和右囊袋之间形成注浆密封段，注浆管自左向右依次穿过左囊袋、注浆密封段后伸入到右囊袋内部，注浆管上在左囊袋和右囊袋内部均设有止回阀，注浆管上在注浆密封段内部设有爆破阀。

3.根据权利要求2所述的可复用、自动补压瓦斯抽采钻孔封孔系统，其特征在于：左囊袋和右囊袋的外圆均设有环形密封加强结构；环形密封加强结构包括若干条均呈圆环形的密封凸棱条，所有的密封凸棱条沿囊袋的中心线方向均匀间隔设置，每条密封凸棱条的横截面均为半圆形结构，密封凸棱条与囊袋为一体结构制成；左囊袋和右囊袋的外圆套设有耐磨弹性布套。

4.根据权利要求2或3所述的可复用、自动补压瓦斯抽采钻孔封孔系统，其特征在于：左囊袋和右囊袋的左右两端平面上均设有端面加固结构；端面加固结构包括若干条凸筋加固条，所有的凸筋加固条沿囊袋端面圆周方向均匀布置，每根凸筋加固条均沿囊袋的径向方向设置，凸筋加固条与囊袋为一体结构制成。

5.根据权利要求4所述的可复用、自动补压瓦斯抽采钻孔封孔系统，其特征在于：回收管上在钻孔孔口外设有手动球阀，回收管上在左囊袋、注浆密封段和右囊袋内部分别连通的回收口。

6.采用如权利要求5所述的可复用、自动补压瓦斯抽采钻孔封孔系统的工作方法，其特征在于：依次包括以下步骤：

（1）对煤层瓦斯抽采地质特征判识；

（2）安装并调试可复用、自动补压瓦斯抽采钻孔封孔系统；

（3）人工操控钻孔可复用、自动补压瓦斯抽采钻孔封孔系统进行封孔作业；

（4）在瓦斯抽采过程中，可复用、自动补压瓦斯抽采钻孔封孔系统进行自动封孔作业；

（5）待工作面瓦斯抽采完毕后，回收可复用、自动补压瓦斯抽采钻孔封孔系统的浆液和设备。

7.根据权利要求6所述的可复用、自动补压瓦斯抽采钻孔封孔系统的工作方法，其特征在于：步骤（1）对煤层瓦斯抽采地质特征判识的具体内容为：

按照煤层瓦斯含量、瓦斯压力、围岩稳定性、钻孔完整性、地应力相关指标对瓦斯地质条件进行判识，分析瓦斯抽采钻孔封孔可行性，初判封孔参数；围岩稳定性主要指钻孔通过的岩层的稳定性，根据三个围岩强度指标（煤巷顶板强度、底板围岩强度、两帮围岩强度）、埋深、岩体完整性指标、直接顶厚度与采高比值、护巷煤柱宽度五个参数将围岩稳定性分为稳定（不支护无掉块）、较稳定（不支护会掉小块）、中等稳定（维护1个月稳定后局部掉块）、不稳定（稳定时间只有几天）、极不稳定（易冒顶片帮）五个等级；钻孔完整性分为钻孔完整（裂隙小或基本没有）、正常破碎（裂隙发育正常）、严重破碎（裂隙发育极大）三个等级；瓦斯含量分为小（≤8m³/t）、大（8～12m³/t）、极大（≥12m³/t）三个等级；瓦斯压力分为低（≤0.74MPa）、高（0.74～1.2MPa）、极高（≥1.2MPa）三个等级。