[实用新型]一种瓦斯抽采钻孔气囊封堵带压注浆封孔装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种煤矿瓦斯抽采钻孔的封孔装置，特别是关于一种瓦斯抽采钻孔气囊封堵带压注浆封孔装置。

背景技术

瓦斯抽采是煤矿瓦斯治理的重要途径之一，但因我国煤层赋存条件复杂，钻孔成孔条件不理想，高效、严密地密封钻孔一直是一个技术难题。目前，我国煤层瓦斯抽采钻孔封孔技术主要有机械式封孔器封孔、水泥浆等无机材料封孔、聚氨酯等高分子有机材料封孔以及多种材料组合带压注浆封孔等。

机械式封孔器封孔对钻孔质量要求较高，封孔段钻孔必须光滑且无塌孔现象，封孔成本高，回收重复利用率低，只适于临时快速封孔。水泥浆等无机材料封孔对于缓倾斜或近水平钻孔容易形成月牙形盲区，且普通水泥浆凝固后易收缩生成裂隙，造成外部空气漏入。聚氨酯等高分子有机材料封孔操作方便，但黑白料混合后发泡凝固太快，易发生未送入钻孔预定位置即凝固的情况，且固化后其力学性能无法为钻孔提供足够支撑力，导致抽采寿命因孔壁塌陷、断面收缩变形产生新裂隙而大大缩减。多种材料组合带压注浆封孔方法是当前的主要发展方向，一般通过聚氨酯、马丽散等有机发泡材料在两端封堵形成密闭空间，再将水泥浆等无机材料注入其中，充分利用有机材料反应快、膨胀倍数高和无机材料耐压强度高、对钻孔支护力大的特性，并且可以实现带压注浆封孔，但钻孔最里端采用有机材料作为堵头，仍然会发生堵头未送到预定位置即发泡膨胀造成封孔质量不佳甚至废孔的情况。另外，聚氨酯等高分子有机材料都具有一定毒性，会对工人身体健康造成一定危害。因此，有必要提供一种既能适用于煤矿井下任意角度瓦斯抽采钻孔任意封孔位置永久性封孔作业又无健康危害的带压注浆封孔装置。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种通过气囊膨胀封堵、带压注入所研发的封孔材料，实现抽采钻孔及周围裂隙的可靠密封，彻底阻断空气漏入通道，能够适用于煤矿井下任意角度瓦斯抽采钻孔任意封孔位置永久性封孔的一种瓦斯抽采钻孔气囊封堵带压注浆封孔装置。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种瓦斯抽采钻孔气囊封堵带压注浆封孔装置，其特征在于：它包括抽采管、第一端头气囊、第二端头气囊、出浆管和注浆管；所述抽采管由第一抽采管、第二抽采管和第三抽采管组成，所述第一端头气囊套设在所述第一抽采管上，且所述第一端头气囊上具有一单向针阀，内部设有单向止回阀的所述出浆管贯穿所述第一端头气囊，且所述出浆管的外端连通所述注浆管，所述第二端头气囊套设在所述第三抽采管上，且所述第二端头气囊上具有一单向针阀，所述第二抽采管的两端分别连接所述第一抽采管和所述第三抽采管的一端，而所述第三抽采管另一端的端头处设置有若干用于供瓦斯流入的筛孔；所述第一端头气囊和所述第二端头气囊内预装有膨胀药剂。

所述出浆管贯穿所述第一端头气囊的外端通过一定压自动分离接头连通所述注浆管。

所述第二抽采管的两端分别通过一直通连接所述第一抽采管和所述第三抽采管的一端。

所述第一端头气囊和所述第二端头气囊均为由内外两层材料组成的环形密闭气囊，内层材料为橡胶，外层材料为螺纹布套。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型通过端头气囊的高效膨胀实现对封孔段两端的理想密封，形成由端头气囊外壁、钻孔孔壁、抽采管外壁所围成的环形密闭空间；并且通过注浆管和端头气囊上设置的出浆管连接将封孔注浆材料注入上述环形密闭空间，封孔注浆材料凝固后可以形成对封孔段钻孔壁的强力支护，最终大大提高钻孔封孔气密性，有效防止抽采后期钻孔蠕变所产生裂隙。将抽采管末端用堵头封住，瓦斯只能通过抽采管尾部端头处设置的筛孔流入抽采管，有效防止煤渣等杂物进入堵塞抽采管路，最终显著提高抽采效果。本实用新型对所需进行封孔作业的钻孔无特殊要求，因此能够适用于煤矿井下任意角度瓦斯抽采钻孔任意封孔位置的永久性封孔。2、本实用新型在封孔注浆段两端设置两个端头气囊，且在端头气囊内预先置入膨胀药剂，在将封孔装置送入钻孔前向气囊内注入一定量水，端头气囊内的膨胀药剂与水反应，产生的气体促使端头气囊定时定压的高效膨胀，可以有效解决聚氨酯等高分子有机材料发泡膨胀快、送不到位的问题，且气囊膨胀药剂由生石灰15～25重量份、铝粉5～10重量份、柠檬酸0.3～0.45重量份、氯化钙0.2～0.3重量份、碳酸氢钠0.2～0.3重量份、聚丙烯酰胺0.1～0.15重量份组成，材料配制所用原料均为市售常规材料，无毒无害且成本低廉。本实用新型可以广泛应用于煤矿井下瓦斯抽采钻孔的永久性封孔。

附图说明

图1是本实用新型装置的应用状态示意图

具体实施方式