一種便捷式瓦斯鉆孔封孔裝置及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種便捷式瓦斯鉆孔封孔裝置及其使用方法，其特征在于裝置由端部瓦斯抽采管體、端部連接頭、端部注漿阻擋裝置、中部瓦斯抽采管體、尾部連接頭、尾部注漿阻擋裝置、尾部瓦斯抽采管體順序連接組成；端部注漿阻擋裝置由2個錐形螺母把承壓布固定于端部注漿管體上，并在端部注漿管體后部安裝含承壓薄膜連接頭，且含承壓薄膜連接頭內(nèi)沿橫截面方向固定有承壓薄膜；尾部注漿阻擋裝置由2個錐形螺母把承壓布固定于尾部注漿管體上，并在尾部注漿管體后部安裝含承壓薄膜連接頭；端部注漿管體外表面中部焊接有1個單向閥與端部注漿管體內(nèi)部相通；尾部注漿管體中部和尾部注漿管體前部螺紋處的外表面上各焊接有1個單向閥與尾部注漿管體內(nèi)部相通。
【專利說明】
一種便捷式瓦斯鉆孔封孔裝置及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明一種便捷式瓦斯鉆孔封孔裝置及其使用方法，涉及一種煤礦煤層瓦斯抽采鉆孔封孔時使用的封孔裝置及其使用方法，屬于煤礦封孔設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。能夠有效提高煤礦煤層瓦斯抽采效率。
【背景技術(shù)】
[0002]瓦斯抽米是防治礦井瓦斯災(zāi)害事故的最根本措施。其中，抽米鉆孔封孔是瓦斯抽采作業(yè)中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，封孔質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響瓦斯抽采效果，不僅決定著煤層瓦斯含量與涌出量的大小，而且還和抽采達標時間有密切相關(guān)，是保障煤礦實現(xiàn)高產(chǎn)高效、安全生產(chǎn)的重要條件。經(jīng)過多年的礦山現(xiàn)場實踐，在抽采鉆孔封孔技術(shù)方面，逐漸形成了以機械式封孔材料(膠囊封孔和封孔器封孔)、無機化學(xué)封孔材料(水泥砂漿封孔材料)以及高分子發(fā)泡材料(聚氨酯封孔材料)三種類型的封孔技術(shù)。其中，機械式封孔成本較高、封孔有效距離短、不能保證長效封孔效果，只能作為臨時性封孔;無機化學(xué)類封孔材料流動性強，能較好地滲入到鉆孔周圍裂隙中，與煤體融合在一起，但其具有收縮性，尤其在裂隙帶處存在封孔不嚴的問題，且易在孔內(nèi)上部形成“月牙”形空隙，對水平鉆孔密封效果極差;高分子發(fā)泡材料具有硬化快、質(zhì)量輕、膨脹性強等優(yōu)點，但其力學(xué)性能無法阻擋鉆孔的蠕變和裂隙通道的形成，不能擠入封孔段鉆孔周圍的裂隙，對周圍裂隙封堵作用有限。近年來，雖然在封孔材料研究上取得了明顯的進步，專門針對煤礦瓦斯抽采封孔研發(fā)的新型無機復(fù)合封孔材料能夠快速、有效滲入到鉆孔周圍煤體裂隙中，使材料與煤體融為一體，并伴隨發(fā)生膨脹反應(yīng)，從而達到材料與煤體完美結(jié)合的最佳密封效果，很好地解決了由于材料原因?qū)е碌姆饪仔Ч患?，但是在封孔工藝上卻始終擺脫不掉注漿管和返漿管等設(shè)備輔助封孔。目前，尚缺少一種操作工序方便、封孔便捷高效的注漿封孔裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決目前已有的封孔技術(shù)存在的弊端，本發(fā)明提供了一種便捷式瓦斯鉆孔封孔裝置及其使用方法，該便捷式瓦斯鉆孔封孔裝置可以有效解決目前使用的封孔技術(shù)中存在的操作工序復(fù)雜、易受人為因素影響、封孔效率低、影響生產(chǎn)等問題，提高瓦斯鉆孔封孔效率和質(zhì)量。
[0004]本發(fā)明一種便捷式瓦斯鉆孔封孔裝置是這樣實現(xiàn)的:
本發(fā)明的一種便捷式瓦斯鉆孔封孔裝置，其特征在于:裝置由端部瓦斯抽采管體(2)、端部連接頭(3)、端部注漿阻擋裝置(10)、中部瓦斯抽采管體(11)、尾部連接頭(12)、尾部注漿阻擋裝置(14)、尾部瓦斯抽采管體(15)按順序首尾相接組成，其中，中部瓦斯抽采管體
(11)可根據(jù)煤層瓦斯鉆孔封孔長度確定。
[0005]所述的端部注漿阻擋裝置(10)由2個錐形螺母(7)把承壓布(6)固定于端部注漿管體(4)上，并在端部注漿管體(4)后部安裝含承壓薄膜連接頭(8)相互匹配組成，且含承壓薄膜連接頭(8)內(nèi)沿橫截面方向固定有承壓薄膜(9)。
[0006]所述的尾部注漿阻擋裝置(14)由2個錐形螺母(7)把承壓布(6)固定于尾部注漿管體(13)上，并在尾部注漿管體(13)后部安裝含承壓薄膜連接頭(8)相互匹配組成，且含承壓薄膜連接頭(8)內(nèi)沿橫截面方向固定有承壓薄膜(9)。
[0007]所述的端部注漿管體(4)外表面中部焊接有I個單向閥(5)與端部注漿管體(4)內(nèi)部相聯(lián)通。
[0008]所述的尾部注漿管體(13)中部和尾部注漿管體(13)前部螺紋處的外表面上各焊接有I個單向閥(5)與尾部注漿管體(13)內(nèi)部相聯(lián)通。
[0009]本發(fā)明一種便捷式瓦斯鉆孔封孔裝置及其使用方法是這樣實現(xiàn)的，其特征在于包括以下步驟:
1)在巷道掘進期間，通過鉆機在巷道幫上施工鉆出上向煤層鉆孔，施工完成后，立即將便捷式瓦斯鉆孔封孔裝置送入上向煤層鉆孔內(nèi)，并在鉆孔外部露出一定長度端部瓦斯抽采管體(2);
2)將鉆孔外部露出的端部瓦斯抽采管體(2)與注漿栗(17)連接，并在露出的端部瓦斯抽采管體(2)上安裝壓力表(I)，啟動注漿栗(17)注漿，記錄壓力表(I)壓力值的變化情況，隨著注漿時間的持續(xù)，由于端部注漿阻擋裝置(10)內(nèi)的承壓薄膜(9)的阻擋作用，使得漿液通過端部注漿管體(4)上的單向閥(5)進入承壓布(6)所包裹的體積內(nèi)，漿液的流入使得承壓布(6)膨脹而在鉆孔靠近孔口端形成阻擋效果，此時可以看到壓力表(I)的壓力值不斷變大；
3)繼續(xù)注漿，當(dāng)壓力表(I)的壓力值出現(xiàn)突然下降時，說明端部注漿阻擋裝置(10)內(nèi)的承壓薄膜(9)破裂失去阻擋作用，漿液通過中部瓦斯抽采管體(11)進入尾部注漿阻擋裝置
(14)內(nèi)，此時尾部注漿阻擋裝置(14)內(nèi)的承壓薄膜(9)開始起阻擋作用，使得漿液通過尾部注漿管體(13)上的2個單向閥(5)進入承壓布(6)所包裹的體積內(nèi)和鉆孔封孔段(16)內(nèi)；
4)隨著漿液的流入，尾部注漿阻擋裝置(14)中的承壓布(6)膨脹而在鉆孔遠離孔口端形成阻擋效果，當(dāng)端部注漿阻擋裝置(10)和尾部注漿阻擋裝置(14)的兩塊承壓布(6)之間的鉆孔封孔段(16)內(nèi)注滿漿液時，此時隨著漿液的注入，壓力表(I)壓力值會出現(xiàn)二次增大的情況，隨著漿液的流入，壓力表(I)的壓力值出現(xiàn)二次突然下降時，說明尾部注漿阻擋裝置(14)內(nèi)的承壓薄膜(9)破裂失去阻擋作用，此時停止注漿；
5 )將注漿栗(17 )與露出的端部瓦斯抽采管體(2 )的端口斷開連接，使管體內(nèi)的剩余漿液得以從露出的瓦斯抽采管體(2)的端口處排出，封孔完成。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:
一、避免了使用注漿管和返漿管進行注漿封孔操作的復(fù)雜低效性，實現(xiàn)了注漿封孔與瓦斯抽采共用一套管體的便捷式封孔方法。
[0011]二、提高了封孔的效率和質(zhì)量，使得封孔時間更短，操作更簡單，瓦斯抽采效率更尚O
【附圖說明】
[0012]圖1為一種便捷式瓦斯鉆孔封孔裝置示意圖。
[0013]圖2為一種便捷式瓦斯鉆孔封孔裝置端部注漿管體放大示意圖。
[0014]圖3為一種便捷式瓦斯鉆孔封孔裝置尾部注漿管體放大示意圖。
[0015]圖4為一種便捷式瓦斯鉆孔封孔裝置含承壓薄膜連接頭示意圖。
[0016]圖5為一種便捷式瓦斯鉆孔封孔裝置及其使用方法在煤礦煤層瓦斯抽采鉆孔封孔示意圖。
[0017]附圖中:
1.壓力表，2.端部瓦斯抽采管體，3.端部連接頭，4.端部注漿管體，5.單向閥，6.承壓布，7.錐形螺母，8.含承壓薄膜連接頭，9.承壓薄膜，10.端部注漿阻擋裝置，11.中部瓦斯抽采管體，12.尾部連接頭，13.尾部注漿管體，14.尾部注漿阻擋裝置，15.尾部瓦斯抽采管體，16.鉆孔封孔段，17.注漿栗，18.煤層。
【具體實施方式】
[0018]本發(fā)明一種便捷式瓦斯鉆孔封孔裝置及其使用方法是這樣實現(xiàn)的，下面進行進一步闡述:
1)在巷道掘進期間，通過鉆機在巷道幫上施工鉆出上向煤層鉆孔，施工完成后，立即將便捷式瓦斯鉆孔封孔裝置送入上向煤層鉆孔內(nèi)，并在鉆孔外部露出一定長度端部瓦斯抽采管體(2);
2)將鉆孔外部露出的端部瓦斯抽采管體(2)與注漿栗(17)連接，并在露出的端部瓦斯抽采管體(2)上安裝壓力表(I)，啟動注漿栗(17)注漿，記錄壓力表(I)壓力值的變化情況，隨著注漿時間的持續(xù)，由于端部注漿阻擋裝置(10)內(nèi)的承壓薄膜(9)的阻擋作用，使得漿液通過端部注漿管體(4)上的單向閥(5)進入承壓布(6)所包裹的體積內(nèi)，漿液的流入使得承壓布(6)膨脹而在鉆孔靠近孔口端形成阻擋效果，此時可以看到壓力表(I)的壓力值不斷變大；
3)繼續(xù)注漿，當(dāng)壓力表(I)的壓力值出現(xiàn)突然下降時，說明端部注漿阻擋裝置(10)內(nèi)的承壓薄膜(9)破裂失去阻擋作用，漿液通過中部瓦斯抽采管體(11)進入尾部注漿阻擋裝置
(14)內(nèi)，此時尾部注漿阻擋裝置(14)內(nèi)的承壓薄膜(9)開始起阻擋作用，使得漿液通過尾部注漿管體(13)上的2個單向閥(5)進入承壓布(6)所包裹的體積內(nèi)和鉆孔封孔段(16)內(nèi)；
4)隨著漿液的流入，尾部注漿阻擋裝置(14)中的承壓布(6)膨脹而在鉆孔遠離孔口端形成阻擋效果，當(dāng)端部注漿阻擋裝置(10)和尾部注漿阻擋裝置(14)的兩塊承壓布(6)之間的鉆孔封孔段(16)內(nèi)注滿漿液時，此時隨著漿液的注入，壓力表(I)壓力值會出現(xiàn)二次增大的情況，隨著漿液的流入，壓力表(I)的壓力值出現(xiàn)二次突然下降時，說明尾部注漿阻擋裝置(14)內(nèi)的承壓薄膜(9)破裂失去阻擋作用，此時停止注漿；
5 )將注漿栗(17 )與露出的端部瓦斯抽采管體(2 )的端口斷開連接，使管體內(nèi)的剩余漿液得以從露出的瓦斯抽采管體(2)的端口處排出，封孔完成；
本方法根據(jù)觀測壓力表(I)的壓力值變化情況，即可實現(xiàn)注漿封孔與瓦斯抽采共用一套管體的工藝流程。
[0019]本發(fā)明一種便捷式瓦斯鉆孔封孔裝置及其使用方法，可廣泛應(yīng)用于煤礦煤層瓦斯抽采鉆孔的封孔施工，能夠有效提高煤礦煤層瓦斯抽采效率。
【主權(quán)項】
1.一種便捷式瓦斯鉆孔封孔裝置，其特征在于:裝置由端部瓦斯抽采管體(2)、端部連接頭(3)、端部注漿阻擋裝置(10)、中部瓦斯抽采管體(11)、尾部連接頭(12)、尾部注漿阻擋裝置(14)、尾部瓦斯抽采管體(15)按順序首尾相接組成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便捷式瓦斯鉆孔封孔裝置，其特征在于:所述的端部注漿阻擋裝置(10)由2個錐形螺母(7)把承壓布(6)固定于端部注漿管體(4)上，并在端部注漿管體(4)后部安裝含承壓薄膜連接頭(8)相互匹配組成，且含承壓薄膜連接頭(8)內(nèi)沿橫截面方向固定有承壓薄膜(9)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便捷式瓦斯鉆孔封孔裝置，其特征在于:所述的尾部注漿阻擋裝置(14)由2個錐形螺母(7)把承壓布(6)固定于尾部注漿管體(13)上，并在尾部注漿管體(13)后部安裝含承壓薄膜連接頭(8)相互匹配組成，且含承壓薄膜連接頭(8)內(nèi)沿橫截面方向固定有承壓薄膜(9)。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種便捷式瓦斯鉆孔封孔裝置，其特征在于:所述的端部注漿管體(4)外表面中部焊接有I個單向閥(5)與端部注漿管體(4)內(nèi)部相聯(lián)通。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種便捷式瓦斯鉆孔封孔裝置，其特征在于:所述的尾部注漿管體(13)中部和尾部注漿管體(13)前部螺紋處的外表面上各焊接有I個單向閥(5)與尾部注漿管體(13)內(nèi)部相聯(lián)通。6.—種便捷式瓦斯鉆孔封孔裝置的使用方法，其特征在于包括以下步驟: 1)在巷道掘進期間，通過鉆機在巷道幫上施工鉆出上向煤層鉆孔，施工完成后，立即將便捷式瓦斯鉆孔封孔裝置送入上向煤層鉆孔內(nèi)，并在鉆孔外部露出一定長度端部瓦斯抽采管體(2); 2)將鉆孔外部露出的端部瓦斯抽采管體(2)與注漿栗(17)連接，并在露出的端部瓦斯抽采管體(2)上安裝壓力表(I)，啟動注漿栗(17)注漿，記錄壓力表(I)壓力值的變化情況，隨著注漿時間的持續(xù)，由于端部注漿阻擋裝置(10)內(nèi)的承壓薄膜(9)的阻擋作用，使得漿液通過端部注漿管體(4)上的單向閥(5)進入承壓布(6)所包裹的體積內(nèi)，漿液的流入使得承壓布(6)膨脹而在鉆孔靠近孔口端形成阻擋效果，此時可以看到壓力表(I)的壓力值不斷變大； 3)繼續(xù)注漿，當(dāng)壓力表(I)的壓力值出現(xiàn)突然下降時，說明端部注漿阻擋裝置(10)內(nèi)的承壓薄膜(9)破裂失去阻擋作用，漿液通過中部瓦斯抽采管體(11)進入尾部注漿阻擋裝置(14)內(nèi)，此時尾部注漿阻擋裝置(14)內(nèi)的承壓薄膜(9)開始起阻擋作用，使得漿液通過尾部注漿管體(13)上的2個單向閥(5)進入承壓布(6)所包裹的體積內(nèi)和鉆孔封孔段(16)內(nèi)； 4)隨著漿液的流入，尾部注漿阻擋裝置(14)中的承壓布(6)膨脹而在鉆孔遠離孔口端形成阻擋效果，當(dāng)端部注漿阻擋裝置(10)和尾部注漿阻擋裝置(14)的兩塊承壓布(6)之間的鉆孔封孔段(16)內(nèi)注滿漿液時，此時隨著漿液的注入，壓力表(I)壓力值會出現(xiàn)二次增大的情況，隨著漿液的流入，壓力表(I)的壓力值出現(xiàn)二次突然下降時，說明尾部注漿阻擋裝置(14)內(nèi)的承壓薄膜(9)破裂失去阻擋作用，此時停止注漿； 5)將注漿栗(17)與露出的端部瓦斯抽采管體(2)的端口斷開連接，使管體內(nèi)的剩余漿液得以從露出的瓦斯抽采管體(2)的端口處排出，封孔完成。
【文檔編號】E21B33/13GK105971553SQ201610552518
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月14日
【發(fā)明人】江東海, 王同旭, 馬文強, 曲孔典, 蔣子龍, 張恒, 宋學(xué)峰
【申請人】山東科技大學(xué)