CN102562133A - 一种瓦斯抽采钻孔封孔装置及方法 - Google Patents

一种瓦斯抽采钻孔封孔装置及方法 Download PDF

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Abstract

一种瓦斯抽采钻孔封孔装置及方法，装置包括布有若干孔的圆筒，圆筒内壁上附着有一层内膜，圆筒的两侧分别设有套装在瓦斯抽采管上的圆筒前盖和圆筒后盖，圆筒内设有圆环板，圆环板一侧设有弹簧，另一侧设有若干刺针和拉绳，圆筒内设有套装在一起的聚氨酯黑料囊袋和聚氨酯白料囊袋。当装置随瓦斯抽采管送到钻孔内所需位置时，拉动拉绳，使圆环板上的短针刺破聚氨酯黑料囊袋与聚氨酯白料囊袋，使袋中的两种浆液流出进行混合，反复拉动圆环板多次，使聚氨酯黑料囊袋与聚氨酯白料囊袋中的浆液反复搅动充分混合；混合后的浆液反应生成的密封材料不断膨胀，胀破内膜，并从圆筒筒壁上的若干孔中挤出与钻孔的孔壁紧密结合，实现对钻孔的密封。

Description

一种瓦斯抽采钻孔封孔装置及方法
技术领域
本发明涉及一种钻孔封孔方法，属于煤矿井下区域瓦斯治理技术及装备领域，尤其是涉及煤矿井下钻孔封孔技术。
背景技术
瓦斯事故是煤矿井下主要灾害，国家煤矿瓦斯治理方针确定高瓦斯矿井必须先抽后采，瓦斯抽采是治本措施。我国煤矿瓦斯抽采率普遍较低，除了煤层透气性差等地质条件的影响外，最主要的原因是钻孔的封孔质量差，不能有效封堵钻孔周围裂隙，导致煤矿在抽采过程中出现瓦斯浓度衰减快，瓦斯流量低。
目前我国煤矿普遍使用有机树脂材料或其它高分子材料，这些材料普遍由两种或两种以上化学浆液进行混合反应生成。常规方法是通过手工搅拌混合多种化学浆液，搅拌后利用棉布进行吸附并包裹在瓦斯抽采管道上，随瓦斯抽采管道一并***抽采孔，由于从化学浆液从开始混合到发泡的间隔时间仅几十秒（通常小于30s），因而通常在瓦斯抽采管在抽采孔内推进过程中混合浆液已经开始发泡膨胀，阻止进一步推进，无法送达设定的封孔位置，达不到设计的封孔长度，封孔长度一般3~4m，封孔段在钻孔裂隙发育位置，不能形成有效的密封。此外该工艺需要多名工人技术熟练和密切配合，工人皮肤容易接触化学浆液，对人体有一定危害。
发明内容
技术问题：本发明的目的是针对已有技术中存在的问题，提供一种方法简单、结构紧凑、封孔效果好的瓦斯抽采钻孔封孔装置及方法。
技术方案：本发明的瓦斯抽采钻孔封孔装置，包括布有若干孔的圆筒，圆筒内壁上附着有一层内膜，圆筒的两侧分别设有套装在瓦斯抽采管上的圆筒前盖和圆筒后盖，圆筒内设有端面上布有多个孔的圆环板，圆环板一侧对称设有与圆筒前盖相连的弹簧，圆环板的另一侧端面上布有若干刺针，并对称设有两根伸出圆筒外部的拉绳，圆环板与圆筒后盖之间设有固定在瓦斯抽采管上的聚氨酯黑料囊袋和套装在聚氨酯黑料囊袋上的聚氨酯白料囊袋。
所述的圆筒的长度为0.2~0.5m，直径为100mm。
本发明的瓦斯抽采钻孔封孔方法，包括以下步骤：
a．将与圆环板弹簧相连的圆筒前盖和附着一层内膜的布有若干孔的圆筒一端固定后，套装在瓦斯抽采管上，然后将叠套在一起的聚氨酯黑料囊袋和聚氨酯白料囊袋套装在瓦斯抽采管上，送入圆筒内，之后将圆筒后盖装入固定在圆筒的另一端； 
b．将瓦斯抽采管***瓦斯抽采钻孔中，距离孔口0.5～1 m，向外拉动固定在圆环板上的拉绳，圆环板上的刺针刺破聚氨酯黑料囊袋与聚氨酯白料囊袋，使袋中的两种浆液流出进行混合，混合浆液通过圆环板上的多个孔流向圆筒前盖方向，反复拉动圆环板多次，使聚氨酯黑料囊袋与聚氨酯白料囊袋中的浆液反复搅动充分混合；
c．混合后的浆液反应生成的密封材料不断膨胀，胀破内膜，并从圆筒筒壁上的若干孔中挤出与钻孔的孔壁紧密结合，实现对钻孔的密封。
有益效果：由于采用了上述技术方案，利用装有聚氨酯黑白料囊袋的圆筒，可实现封孔位置的调控，能够满足设计封孔长度的要求，并且有一个稳固的反应空间，通过刺破黑白料囊袋，使黑白料囊袋中的浆液混合反应生成新的密封材料，密封材料不断膨胀，胀破内膜并从圆筒筒壁上的若干孔中挤出与钻孔的孔壁紧密结合，实现对钻孔的密封。具有结构简单、操作方便、可控制性强、对人体无害的特点。
附图书明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1的C-C剖面示意图。
图3 是本发明的圆筒结构示意图。
图4是圆环板结构示意图。
图中：1.瓦斯抽采管，2.聚氨酯黑料囊袋，3.聚氨酯白料囊袋，4.内膜，5.圆筒，6.圆环板，7.弹簧，8.短针，9.拉绳，10.钻孔，11.小孔，12.圆筒后盖，13.圆筒前盖，14-1. 前盖圆孔，14-2后盖圆孔，14-3. 圆环板圆孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步的描述：
图1所示，瓦斯抽采钻孔封孔装置主要由圆筒5、聚氨酯黑料囊袋2、聚氨酯白料囊袋3、圆环板6、圆筒后盖12、圆筒前盖13构成，圆筒前盖13、圆筒后盖12和圆环板6上分别钻有穿套瓦斯抽采管1的前盖圆孔14-1、后盖圆孔14-2和圆环板圆孔14-3。圆筒5壁上开有若干孔，所述的圆筒5的长度为0.2~0.5m，直径为100mm，如图3所示；圆筒5内壁上附着有一层内膜4，圆筒5的两侧分别设有套装在瓦斯抽采管1上的圆筒前盖13和圆筒后盖12，圆筒5的内部设有一圆环板6，圆环板6上均匀布有多个孔，圆环板6一侧对称设有与圆筒前盖13相连的弹簧7，圆环板6的另一侧端面上布有若干刺针8，并对称设有两根伸出圆筒5外部的拉绳9，圆环板6与圆筒后盖12之间设有固定在瓦斯抽采管1上的聚氨酯黑料囊袋2和套装在聚氨酯黑料囊袋2上的聚氨酯白料囊袋3。
本发明的瓦斯抽采钻孔封孔方法：首先将内膜4套装在筒壁钻有若干孔的圆筒5内，圆筒5的长度为0.2~0.5m，直径为100mm，将圆筒前盖13用螺丝固定在圆筒5上，圆筒前盖13钻有穿套瓦斯抽采管1的前盖圆孔14-1，在圆筒前盖13上面对称固定两个弹簧7，弹簧7的另一端连接圆环板6，在圆环板6一侧焊接尖状短针8，在圆环板上6对称固定两个拉绳9；焊接短针8一侧背向圆筒前盖13，圆环板6上均匀布置有多个透孔11，圆环板6圆心钻有圆环板圆孔14-3。将与圆环板6弹簧相连的圆筒前盖13和附着一层内膜4的布有若干孔的圆筒5一端固定，聚氨酯白料囊袋3外的内膜4，内膜4两端开口且与圆筒5等长，内膜直径为95mm。将瓦斯抽采管1穿过前盖圆孔14-1和圆环板圆孔14-3并与圆筒前盖13紧密固定。然后将叠套在一起的聚氨酯黑料囊袋2和聚氨酯白料囊袋3套装在瓦斯抽采管1上，然后将聚氨酯白料囊袋3套装在聚氨酯黑料囊袋2上，聚氨酯黑料囊袋2、聚氨酯白料囊袋3两端捆扎在瓦斯抽采管1上，送入圆筒5内，将圆筒后盖12穿过瓦斯抽采管1与圆筒5另一端固定。将瓦斯抽采管1***瓦斯抽采钻孔中，距离孔口0.5～1 m，向外拉动固定在圆环板6上的拉绳9，圆环板6上的刺针8刺破聚氨酯黑料囊袋2与聚氨酯白料囊袋3，使袋中的两种浆液流出进行混合，随着圆环板6不断移动压缩聚氨酯黑料囊袋2与聚氨酯白料囊袋3，混合浆液通过圆环板6上的多个孔流向圆筒前盖13方向，当弹簧7拉到圆筒后盖12终点时，放松拉绳9，圆环板6向圆筒前盖13方向移动，反复拉动圆环板6多次，使聚氨酯黑料囊袋2与聚氨酯白料囊袋3中的浆液反复搅动充分混合；混合后的浆液反应生成新的密封材料，密封材料不断膨胀，胀破内膜4，并从圆筒5筒壁上的若干孔中挤出与钻孔10的孔壁紧密结合，实现对钻孔10的密封。

Claims (3)

1.一种瓦斯抽采钻孔封孔装置，其特征在于：它包括布有若干孔的圆筒（5），圆筒（5）内壁上附着有一层内膜（4），圆筒（5）的两侧分别设有套装在瓦斯抽采管（1）上的圆筒前盖（13）和圆筒后盖（12），圆筒（5）内设有端面上布有多个孔的圆环板（6），圆环板（6）一侧对称设有与圆筒前盖（13）相连的弹簧（7），圆环板（6）的另一侧端面上布有若干刺针（8），并对称设有两根伸出圆筒（5）外部的拉绳（9），圆环板（6）与圆筒后盖（12）之间设有固定在瓦斯抽采管（1）上的聚氨酯黑料囊袋（2）和套装在聚氨酯黑料囊袋（2）上的聚氨酯白料囊袋（3）。
2.如权利要求1所述的瓦斯抽采钻孔封孔装置，其特征在于：所述的圆筒（5）的长度为0.2~0.5m，直径为100mm。
3.一种如上述权利要求所述装置的瓦斯抽采钻孔封孔方法，其特征在于，包括以下步骤：
a．将与圆环板（6）弹簧相连的圆筒前盖（13）和附着一层内膜（4）的布有若干孔的圆筒（5）一端固定后，套装在瓦斯抽采管（1）上，然后将叠套在一起的聚氨酯黑料囊袋（2）和聚氨酯白料囊袋（3）套装在瓦斯抽采管（1）上，送入圆筒（5）内，之后将圆筒后盖（12）装入固定在圆筒（5）的另一端； 
b．将瓦斯抽采管（1）***瓦斯抽采钻孔中，距离孔口0.5～1 m，向外拉动固定在圆环板（6）上的拉绳（9），圆环板（6）上的刺针（8）刺破聚氨酯黑料囊袋（2）与聚氨酯白料囊袋（3），使袋中的两种浆液流出进行混合，混合浆液通过圆环板（6）上的多个孔流向圆筒前盖（13）方向，反复拉动圆环板（6）多次，使聚氨酯黑料囊袋（2）与聚氨酯白料囊袋（3）中的浆液反复搅动充分混合；
c．混合后的浆液反应生成的密封材料不断膨胀，胀破内膜（4），并从圆筒（5）筒壁上的若干孔中挤出与钻孔（10）的孔壁紧密结合，实现对钻孔（10）的密封。
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