[实用新型]一种用于测定煤层顶板裂隙带位置的注水封孔器

说明书

一种用于测定煤层顶板裂隙带位置的注水封孔器，包括第一注水管、第二注水管和第三注水管，第一注水管的出水口通过一个四通管接头与第二注水管的进水口连接，第一注水管上设有注水阀，四通管接头的另两个接口分别连接有水压表和水量表，第二注水管的出水口通过一个三通管接头与第三注水管的进水口连接，三通管接头的另一个接口连接有泄压阀，第三注水管的出水口端外圆同轴线设有圆柱形的胎囊，胎囊与第三注水管上对应开设有连通的注水孔，第三注水管的出水口处设有定压排水装置。本实用新型结构简单、操作方便、在封孔的同时进行注水，确保封孔的压力保持恒定，封孔效果好，且便于泄压退出封孔胎囊，特别适用于在一个钻孔内反复封孔作业。

技术领域

本实用新型属于矿井瓦斯治理技术领域，具体涉及一种用于测定煤层顶板裂隙带位置的注水封孔器。

背景技术

煤层开采后，在动压影响下，采空区顶板冒落，此时会产生冒落带、裂隙带、弯曲下沉带。受开采技术与开采条件的限制，高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井回采工作面由于瓦斯涌出量大，极易造成工作面回风流和上隅角瓦斯超限，形成安全隐患。目前普遍采用煤层顶板裂隙带高位钻孔抽采技术。其机理是利用回采工作面开采在采空区顶板形成的冒落带、裂隙带和弯曲下沉带的空间高度和渗透性不同，连通采面和上隅角通风瓦斯的程度不同，在裂隙较为发育的裂隙带合适位置布置抽采钻孔，大量抽采高浓度瓦斯，实现防止瓦斯超限目的。在对裂隙带中积聚的瓦斯进行抽放时需要知道冒落带及裂隙带的高度，目前采用的方法大多为使用经验公式计算得出，由于顶板岩石的复杂性导致经验公式的计算并不准确。使用不够精确的裂隙带高度进行指导瓦斯的抽放，其效果也不会达到最佳。所以要使抽采效果达到最佳就需要探明精确的裂隙带与冒落带高度。需要精准测定煤层顶板裂隙带位置，即距离煤层的垂直高度，根测定结果设计施工顶板裂隙带抽采钻孔，并对钻孔内进行封孔注水作业，封孔器需要在一个钻孔内反复封孔多次，现有的封孔器通常采用间隔设置的双胎囊，先需要对胎囊进行注水，然后在两个胎囊之间形成的腔体内进行注水封孔，最后通过中心注水管向钻孔底部注水，这种常规的封孔器操作较为繁琐，在一个钻孔内多次封孔操作，效率较低。

实用新型内容

为了解决现有技术中封孔器的问题，本实用新型提供一种结构简单、方便操作、可大大提高施工效率的用于测定煤层顶板裂隙带位置的注水封孔器。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种用于测定煤层顶板裂隙带位置的注水封孔器，包括由后向前依次布置的第一注水管、第二注水管和第三注水管，第一注水管的出水口通过一个四通管接头与第二注水管的进水口连接，第一注水管上设有注水阀，四通管接头的另两个接口分别连接有水压表和水量表，第二注水管的出水口通过一个三通管接头与第三注水管的进水口连接，三通管接头的另一个接口连接有泄压阀，第三注水管的出水口端外圆同轴线设有圆柱形的胎囊，胎囊与第三注水管上对应开设有连通的注水孔，第三注水管的出水口处设有定压排水装置。

定压排水装置包括导向锥筒、导向柱、圆锥密封塞、圆锥密封套和弹簧，导向锥筒为前细后粗的圆锥筒结构，导向锥筒后端固定设有环形板，环形板内圆与第三注水管前端口固定连接，圆锥密封塞外圆和圆锥密封套内圆均为前粗后细的圆锥形结构，圆锥密封套外圆和导向柱外圆均为圆柱体结构，圆锥密封套外径、导向柱外径和第三注水管内径相等，导向柱后端与圆锥密封塞前端同轴线固定连接，圆锥密封套同轴线设置在第三注水管内并通过径向设置的沉头铆钉与第三注水管固定连接，导向柱滑动连接在第三注水管的前端口内，导向锥筒前端敞口，导向锥筒内部设有支架，弹簧前端和后端分别与支架和导向柱前端面顶压连接，在弹簧的弹力作用下，圆锥密封塞外圆和圆锥密封套内圆压接密封配合。

导向柱外圆沿平行于轴线的方向设有轴向导水槽，圆锥密封塞的外圆前端设有环形导水槽，环形导水槽与轴向导水槽的后端连通。

支架包括从后到前依次间隔设置的三个十字架，三个十字架的外端均与导向锥筒内壁固定连接，最前侧的一个十字架设置在导向锥筒的前端口内，相邻两个十字架支架设有一根沿导向锥筒中心线方向设置的支杆，弹簧前端顶压连接在左后侧的一个十字架的中心处。