CN105952411A - 一种煤矿瓦斯抽采封孔用封堵装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种煤矿瓦斯抽采封孔用封堵装置，包括圆柱状堵头和套设在圆柱状堵头外圆周上的气囊，所述气囊为圆环形的气囊，气囊的内径与堵头的外径相同，所述气囊沿堵头轴向设有气管，所述堵头的两端沿着封堵装置本体外圆周设有凸缘。本发明的煤矿瓦斯抽采封孔用封堵装置使用时将气囊套在圆柱状堵头的外圆周上，和堵头一起送入钻孔后利用气管给气囊充气，气囊充气后膨胀从而密封圆柱状堵头和钻孔壁之间的空隙，待所注浆液凝结后，放掉气囊中的气体，将气囊回收复用，待钻孔周围的煤层开采后，堵头也可以回收复用。该发明具有使用方便、可重复使用的优点，避免使用聚氨酯，降低成本的同时不污染环境。
Description
技术领域
本发明属于煤矿瓦斯抽采设备技术领域，具体涉及一种煤矿瓦斯抽采封孔用封堵装置。
背景技术
瓦斯抽采既是瓦斯资源利用的基础，又是煤矿治理瓦斯灾害的治本措施，而瓦斯抽采钻孔的封孔是瓦斯抽采的关键技术之一。我国传统的封孔方法主要有橡胶圈封孔器封孔、普通水泥砂浆封孔、黄泥和水泥砂浆混合封孔等。橡胶圈封孔器主要用于岩石钻孔的密封。经验表明，在岩石致密不破碎的条件下，封孔器密封性能良好，也可重复使用3～5次，操作简单。但若加长封孔深度，在其结构和封孔操作上都存在问题，尚需研究改进。尤其在岩石破碎地带和煤层使用橡胶封孔器，很难达到严密封孔。普通水泥砂浆封孔具有材料来源充足、价格较低廉等优点。但是，水泥砂浆凝固后，质硬性脆，当受地压冲击时，往往产生裂隙，使钻孔漏气。其次，普通砂浆凝固后，在钻孔上部形成缩水缝，使有效封孔距离缩短。对于倾角小于10°的钻孔，当水泥砂浆凝固后，形成一条贯通全孔长的收缩缝隙，无法保证钻孔严密性。水泥砂浆封孔用料多，运输和操作均感不便，费工费力，封孔质量又不易保证。黄泥和水泥砂浆混合封孔，广泛用于煤层钻孔的密封，具有材料来源广而又便宜的特点。但是，黄泥遇水***，短时间内不能硬化固结，影响封孔质量，封孔操作复杂费力。
近年来，国内学者提出的新型瓦斯抽采钻孔封孔材料及工艺包括：粉料颗粒二次封孔方法、矿用PD封孔材料、柔性膏体封孔材料和重力补浆工艺、“强弱强”带压封孔技术、钻孔径向膨胀渗透封孔技术、主动支护式注浆封孔技术等。以上封孔材料及工艺通过在局部现场进行工业性试验，均取得了一定的效果。但是，由于材料成本、操作工艺及封孔效果等方面的原因，采用在钻孔封孔段的两端用聚氨酯封堵，在两段聚氨酯形成的封闭空间注入普通水泥净浆或水泥砂浆，即普通的“两堵一注”方法，是目前瓦斯抽采最为普遍使用的封孔方法。但是，两堵一注”工艺中“两堵”所用的材料主要是聚氨酯，该材料不仅有低毒，而且成本居高不下。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种煤矿瓦斯抽采封孔用封堵装置，避免使用聚氨酯，降低成本的同时不污染环境。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种煤矿瓦斯抽采封孔用封堵装置，包括圆柱状堵头和套设在圆柱状堵头外圆周上的气囊，所述气囊为圆环形的气囊，气囊的内径与圆柱状堵头的外径相同，所述气囊上沿堵头轴向设有气管，所述堵头的两端沿着堵头本体外圆周设有凸缘。
所述堵头沿轴向分别设有注浆管通孔、排气管通孔和抽瓦斯管通孔。
所述气管的长度为10~50cm，气管式采用铜或不锈钢制成的气管。
所述凸缘的高度为1~2mm。
所述气囊的厚度小于圆柱状堵头的高度，气囊壁厚0.2-0.5mm。
所述堵头是塑料或者橡胶制成的堵头。
本发明的有益效果：本发明的煤矿瓦斯抽采封孔用封堵装置使用时将气囊套在圆柱状堵头的外圆周上，和堵头一起送入钻孔后利用气管给气囊充气，气囊充气后膨胀从而密封圆柱状堵头和钻孔壁之间的空隙，待所注浆液凝结后，放掉气囊中的气体，利用气囊上的气管（此时相当于把手）即可将气囊回收复用，待钻孔周围的煤层开采后，圆柱状堵头也可以回收复用。该发明具有使用方便、可重复使用的优点，避免使用聚氨酯，降低成本的同时不污染环境。
附图说明
图1为本发明的结构示意图（气囊为充气状态）。
图2为本发明封堵装置本体的横截面结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围，该领域的技术熟练人员可以根据上述发明的内容作出一些非本质的改进和调整。
如图1和图2所示，一种煤矿瓦斯抽采封孔用封堵装置，包括圆柱状堵头1和套设在圆柱状堵头外圆周上的气囊2，堵头是采用塑料或者橡胶制成的堵头，气囊为圆环形的气囊，气囊的内径与圆柱状堵头的外径相同，气囊2的厚度d小于圆柱状堵头的高度h，气囊壁厚0.2-0.5mm。
气囊沿堵头轴向设有气管3，用于气囊的进气和放气，气管的长度为10~50cm，气管式采用铜或不锈钢制成的气管。所述堵头的两端沿着堵头外圆周设有凸缘14，避免气囊从圆环体柱体上滑脱，凸缘14的高度为1~2mm。
所述堵头沿轴向分别设有注浆管通孔11、排气管通孔12和抽瓦斯管通孔13，各孔之间的最小距离以及各孔与堵头外边界之间的距离大于2毫米。
本发明的使用方法：使用时将气囊套在圆柱状堵头的外圆周上，和堵头一起送入钻孔后利用气管给气囊充气，气囊充气后膨胀从而密封圆柱状堵头本体和钻孔壁之间的空隙，待所注浆液凝结后，放掉气囊中的气体，利用气囊上的气管（此时相当于把手）即可将气囊回收复用，待钻孔周围的煤层开采后，圆柱状堵头也可以回收复用。该发明具有使用方便、可重复使用的优点，避免使用聚氨酯，此技术投入使用后，可以大大节约煤矿瓦斯抽采的封孔成本。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种煤矿瓦斯抽采封孔用封堵装置，其特征在于：包括圆柱状堵头和套设在圆柱状堵头外圆周上的气囊，所述气囊为圆环形的气囊，气囊的内径与圆柱状堵头的外径相同，所述气囊上沿堵头轴向设有气管，所述堵头的两端沿着堵头本体外圆周设有凸缘。
2.根据权利要求1所述的煤矿瓦斯抽采封孔用封堵装置，其特征在于：所述堵头沿轴向分别设有注浆管通孔、排气管通孔和抽瓦斯管通孔。
3.根据权利要求1所述的煤矿瓦斯抽采封孔用封堵装置，其特征在于：所述气管的长度为10~50cm，气管式采用铜或不锈钢制成的气管。
4.根据权利要求1所述的煤矿瓦斯抽采封孔用封堵装置，其特征在于：所述凸缘的高度为1~2mm。
5.根据权利要求1所述的煤矿瓦斯抽采封孔用封堵装置，其特征在于：所述气囊的厚度小于圆柱状堵头的高度，气囊壁厚0.2-0.5mm。
6.根据权利要求1所述的煤矿瓦斯抽采封孔用封堵装置，其特征在于：所述堵头是塑料或者橡胶制成的堵头。
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