專利名稱：反應型泡沫封孔多擋板密封裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種礦用瓦斯抽采附屬設備，尤其涉及一種設置于瓦斯抽采孔內用 于瓦斯抽采防泄漏施工的裝置。
背景技術：
煤層氣是煤礦在開采過程中為防止瓦斯爆炸和突出，保證煤礦安全生產而抽排 出的初級副產品；其主要成分為甲烷，從其成分含量上可以看出，煤層氣是較為重要的 能源和化工原料，同時，對于煤礦生產的安全性具有重要影響。因而，煤層氣的抽采與 利用對于煤礦安全、能源安全和環(huán)境安全的重要性已遠超其本身的經濟價值。實踐中， 通過抽采管伸入并對瓦斯進行真空吸采，抽采管外表面與抽采孔之間需要進行封孔，且 封孔問題是影響安全性、動力消耗和抽采出的瓦斯質量關鍵的問題之一。一旦密封不 嚴，會造成抽采前端負壓不足，降低抽采效率，浪費抽采能源；還會導致抽采氣體中甲 烷濃度降低，增加后處理成本，并且加大氣體輸送和后處理過程的安全隱患。實踐中，普遍采用反應型泡沫封孔法，利用反應型A組分和反應型B組分混合 發(fā)泡并固化且混合發(fā)泡固化具有一定的時間差的原理進行封孔。由于泡沫有固化速度快
(一般為2 5分鐘)、膨脹倍率高，與煤壁粘附力強、強度與韌性相對較高等優(yōu)點，在瓦 斯抽采領域得到了較為廣泛的推廣應用?，F有技術中，反應型泡沫封孔法一般采用手工攪拌混合反應型AB組分，攪拌后 利用棉布進行吸附并包裹在瓦斯抽采管道上，隨瓦斯抽采管道一并插入抽采孔。這種封 孔方法有以下四個重要缺點(1)對于粘度較大的B組分而言，人工攪拌的分散與混合 效果太差，這不僅會造成原材料浪費，還直接影響后續(xù)發(fā)泡與固化效果；(2)由于從 AB組分開始混合到發(fā)泡的間隔時間僅幾十秒(通常小于30秒)，因而通常在瓦斯抽采管 在抽采孔內推進過程中反應型已經開發(fā)發(fā)泡，此時棉布與煤壁之間的摩擦會使得發(fā)泡初 期的泡孔大量破裂和并孔，這將大幅度降低反應型泡沫密封效果；(3)由于AB組分開 始發(fā)泡后粘度迅速上升，因此，手工封孔的封孔深度往往較低(隨工人熟練程度而異， 通常低于3米)，這不利于避開煤層裂隙帶；(4)手工封孔過程反應型屬于自由發(fā)泡， 泡孔強度較差，容易隨著時間延長產生收縮，從而失去密封能力。為解決以上問題，出現一種手搖式封孔裝置，即通過類似于千斤頂的手搖增壓 裝置，將反應型泡沫的AB兩組分擠入“Y”字形匯流管，匯流后通過一根塑料管灌入抽 采管和瓦斯抽采孔道壁之間。雖然在一定程度上解決了手工反應型泡沫封孔的問題，但 是同樣存在無法避開煤層微裂隙的問題，且其在封孔過程中，由于反應型泡沫的AB兩組 分發(fā)泡需要較為集中的能量，但是密封段空間較大，封孔材料流入該空間后由于重力作 用被攤鋪開，發(fā)泡能量無法集中，也就導致發(fā)泡不充分，而且由于密封空間不確定，會 導致封孔材料在抽采管和瓦斯抽采通道之間分布不均，從而發(fā)泡固化后不均勻，密封效 果差。由此可見，只要具有兩種組分混合反應發(fā)泡、膨脹和固化特性的物質，存在同樣 的應用局限性，特別是將其注入有限空間進行應用，上述問題尤為明顯。
因此，需要一種專門針對瓦斯抽放鉆孔封孔的密封裝置，使注入密封段的封孔 材料在發(fā)泡初期能集中熱量，充分發(fā)泡，從而使封孔材料發(fā)泡固化后均勻分布，保證密 封效果；同時，根據需要控制封孔長度，能夠保證封孔大于煤層裂隙帶寬度，從而使得 空氣不易從煤層微裂隙中滲入，保證較高的瓦斯抽采濃度，進而提高瓦斯抽采效率。

發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種反應型泡沫封孔多擋板密封裝置，減小了封孔材 料初期發(fā)泡空間，利于在發(fā)泡初期集中熱量充分發(fā)泡；發(fā)泡過程中材料通過擋料板上的 軸向過料通孔進入后一個密封分段繼續(xù)發(fā)泡，由于密封單元數量相對較多，且材料在每 個密封單元中均能形成受限發(fā)泡，因此，多個受限發(fā)泡密封單位確保了更加優(yōu)異的密封 質量；同時，本發(fā)明能夠根據需要控制封孔深度，從而使得空氣不易從煤層微裂隙中滲 入，保證較高的瓦斯抽采濃度，進而提高瓦斯抽采效率。本發(fā)明的一種反應型泡沫封孔多擋板密封裝置，包括灌注管和至少兩個封孔擋 板，瓦斯抽采管穿過封孔擋板板面與其固定連接，相鄰封孔擋板之間形成密封段；所述 灌注管兩端開口分別為入料口和出料口，密封段設置有位于外側封孔擋板上且與灌注管 出料口相連通的密封段進料口；
所述密封段由沿軸向與封孔擋板并列的擋料板分為至少兩個密封分段，所述擋料板 上設置軸向過料通孔。進一步，所述軸向過料通孔沿擋料板徑向分布于擋料板同一圓周位置上； 進一步，位于最內側的封孔擋板距瓦斯抽采鉆孔孔口的距離大于8米；
進一步，所述封孔擋板為兩個，且兩個封孔擋板之間的距離可根據封孔長度需要調
節(jié)；
進一步，所述灌注管入料口設置用于連通注入裝置的快裝接頭； 進一步，所述封孔擋板外圓套有彈性密封套； 進一步，所述彈性密封套橫截面為圓形。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明結構的反應型泡沫封孔多擋板密封裝置，采用 擋料板將封孔擋板之間形成的密封段分割為密封分段，減小了封孔材料初期發(fā)泡空間， 利于在發(fā)泡初期集中熱量充分發(fā)泡；發(fā)泡過程中材料通過擋料板上的軸向過料通孔進入 后一個密封分段繼續(xù)發(fā)泡，由于密封單元數量相對較多，且材料在每個密封單元中均能 形成受限發(fā)泡，因此，多個受限發(fā)泡密封單位確保了更加優(yōu)異的密封質量；同時，本發(fā) 明的密封裝置能夠根據需要控制封孔長度，保證封孔大于煤層裂隙帶寬度，從而使得空 氣不易從煤層微裂隙中滲入，保證較高的瓦斯抽采濃度、較高的瓦斯抽采效率和較低的 抽采功耗。


下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細的說明。圖1為本發(fā)明結構示意圖； 圖2為圖1沿A-A向剖視圖。
具體實施例方式圖1為本發(fā)明結構示意圖，圖2為圖1沿A-A向剖視圖，如圖所示本實施例 的反應型泡沫封孔多擋板密封裝置，包括灌注管2和至少兩個封孔擋板3，瓦斯抽采管5 穿過封孔擋板3板面與其固定連接，固定連接方式可采用卡箍、螺紋連接、銷定位等方 式；相鄰封孔擋板3之間形成密封段7，所述灌注管2兩端開口分別為入料口和出料口， 密封段7設置有位于外側封孔擋板3上且與灌注管2出料口相連通的密封段進料口 7b，如 圖所示，當封孔擋板3為兩個時，灌注管2穿過外側的封孔擋板3且出料口位于兩個封孔 擋板3之間，外側是指瓦斯抽采管5出氣的一側，也就是瓦斯抽采孔道6外的一側；密封 段進料口 7b設置在外側的封孔擋板上，灌注管2的出料口直接與密封段進料口 7b連通； 如果是多個封孔擋板3形成多個密封段7，則可采用多個灌注管2或者采用密封段7之間 連通的結構，都能實現發(fā)明目的，灌注管可以穿過封孔擋板3板面出料口直接作為密封 段7的入料口；
所述密封段7由沿軸向與封孔擋板3并列的擋料板4分為至少兩個密封分段7a，所述 擋料板4上設置軸向過料通孔4a ；
本實施例中，封孔擋板3和擋料板4均為圓形，適用于大多數瓦斯抽采鉆孔的封孔使用。本實施例中，所述軸向過料通孔4a沿擋料板徑向分布于擋料板同一圓周位置 上，能夠使封孔材料在較為合適的高度通過擋料板4，保證各個密封分段4a都能在合適 的時間內進行填充發(fā)泡。本實施例中，位于最內側的封孔擋板3距抽采管出氣口的距離大于8米；保證封 孔深度足夠深，可避開煤層裂隙帶，實現高質量封孔。本實施例中，所述封孔擋板3為兩個，且兩個封孔擋板3之間的距離可根據封孔 長度需要任意調節(jié)，比如采用可拆卸的方式連接，較為方便的調節(jié)間距，可采用卡箍、 螺釘定位等方式；相比于由淺至深的全程密閉，本發(fā)明僅封閉鉆孔深處的一小段，舍去 了低質量的淺層密閉，從而最大程度的節(jié)約了材料，降低了封孔成本。本實施例中，所述灌注管2入料口設置用于連通注入裝置的快裝接頭1，采用現 有技術中的高壓快裝接頭結構；節(jié)約裝配時間，提高抽采施工效率。本實施例中，所述封孔擋板3外圓套有彈性密封套3a;盡量減小徑向間隙，防 止反應型A組分和反應型B組分過多的泄漏而導致的浪費。本實施例中，所述彈性密封套3a沿封孔擋板徑向緊貼在封孔擋板周圍；能夠較 好的適應于抽采孔道6壁的表面形狀，且利于密封裝置伸入抽采孔道。反應型A組分和反應型B組分可以是任意兩種混合后能夠發(fā)生反應并發(fā)泡膨脹 固化的物質，比如聚孚AB型封孔材料等，當然，包括混合后能夠反應、發(fā)泡、膨脹和固 化的任意兩種物質；本實施例采用聚孚AB型封孔材料。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管參照 較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明 的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在 本發(fā)明的權利要求范圍當中。
權利要求
1.一種反應型泡沫封孔多擋板密封裝置，其特征在于包括灌注管和至少兩個封孔 擋板，瓦斯抽采管穿過封孔擋板板面與其固定連接，相鄰封孔擋板之間形成密封段；所 述灌注管兩端開口分別為入料口和出料口，密封段設置有位于外側封孔擋板上且與灌注 管出料口相連通的密封段進料口 ；所述密封段由沿軸向與封孔擋板并列的擋料板分為至少兩個密封分段，所述擋料板 上設置軸向過料通孔。
2.根據權利要求1所述的反應型泡沫封孔多擋板密封裝置，其特征在于所述軸向 過料通孔沿擋料板徑向分布于擋料板同一圓周位置上。
3.根據權利要求2所述的反應型泡沫封孔多擋板密封裝置，其特征在于位于最內 側的封孔擋板距瓦斯抽采鉆孔孔口距離大于8米。
4.根據權利要求3所述的反應型泡沫封孔多擋板密封裝置，其特征在于所述封孔 擋板至少為兩個，且兩個封孔擋板之間的距離可根據封孔長度需要調節(jié)。
5.根據權利要求4所述的反應型泡沫封孔多擋板密封裝置，其特征在于所述灌注 管入料口設置用于連通注入裝置的快裝接頭。
6.根據權利要求5所述的反應型泡沫封孔多擋板密封裝置，其特征在于所述封孔 擋板外圓套有彈性密封套。
7.根據權利要求6所述的反應型泡沫封孔多擋板密封裝置，其特征在于所述彈性 密封套橫截面為圓形。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種反應型泡沫封孔多擋板密封裝置，包括灌注管和至少兩個封孔擋板，密封段由沿軸向與封孔擋板并列的擋料板分為至少兩個密封分段，擋料板上設置軸向過料通孔；本發(fā)明減小封孔材料初期發(fā)泡空間，利于在發(fā)泡初期集中熱量充分發(fā)泡；發(fā)泡過程中材料通過擋料板上的軸向過料通孔進入后一個密封分段繼續(xù)發(fā)泡，由于密封單元數量相對較多，且材料在每個密封單元中均能形成受限發(fā)泡，因此，多個受限發(fā)泡密封單位確保了更加優(yōu)異的密封質量；密封擋板裝置在瓦斯抽放管上的位置可調，能夠保證封孔深度大于煤層裂隙帶寬度，從而使得空氣不易從煤層微裂隙中滲入，保證較高的瓦斯抽采濃度、較高的瓦斯抽采效率和較低的抽采功耗。
文檔編號E21F7/00GK102011606SQ201010581980
公開日2011年4月13日 申請日期2010年12月10日 優(yōu)先權日2010年12月10日
發(fā)明者何全國, 劉罡, 葉淑英, 梁全才, 王海燕, 肖利群, 胡瀾, 許向彬 申請人:煤炭科學研究總院重慶研究院