[发明专利]一种基于电解水的单胶囊封孔装置

说明书

一种基于电解水的单胶囊封孔装置，包括由弹性材料制备的囊体，所述的囊体中有水和电解棒，电解棒置于水中，并通导线与囊体外部的供电部分相连。本发明创新性的采用在密闭胶囊中加入水以及电解棒，水可以随时在人为操控下开始电解产生大量气体使胶囊膨胀，压力的大小可以通过加入化学反应物的多少来控制，不需要额外的用泵体往胶囊注水，从而达到方便、快捷、高效的封孔的效果。

技术领域

本发明涉及一种煤矿井下钻孔的封孔技术，尤其是一种基于电解水的单胶囊封孔装置。

背景技术

我国煤炭资源丰富，有强劲的经济社会需求，也有长期巨大的开发潜力，但在开发过程中，由于特殊的工作形式与环境，诸如瓦斯、顶板、水、火、煤尘等灾害，仍然需要我们去面对和处理。在井下开采和生产过程中，需要进行钻孔作业，在工作结束以后，需要对钻孔进行封孔。

目前的封孔技术主要有固体材料封孔和封孔器封孔：

固体材料封孔包括黏土封孔、水泥砂浆封孔：黏土封孔有一定的限制性，采用的封孔操作环节间接限制了封孔长度较短，最终的封孔密闭性不理想导致了封孔测压的效果不理想；水泥砂浆封孔技术也存在一定的缺点，水泥砂浆测压所用的器材测压过后不能再次回收用于下次测压；

封孔器封孔包括胶圈-粘液、胶囊-粘液以及聚氨酯泡沫-粘液等几种类型：胶圈粘液封孔器所采用的封孔原理简化来说就是固体封闭液体，液体封闭气体，虽然这种方法测压效果较好，但是也是存在缺陷的，测压时间一般是比较长的；传统的胶囊-粘液封孔器在现场运用中，大多采用泵体向胶囊内注水或打气的方式加压，不仅增加人工成本，而且效率低下和操作复杂；聚氨酯泡沫-粘液封孔缺点之处在于聚氨酯这一材料的膨胀效果不易控制在合理的范围之内，因此需要多次封孔才能封孔完毕并达到较好的封孔效果，为测压过程提供完备的测压环境。

为了解决上述不足，中国发明专利申请CN201710181863公开了一种煤矿井下钻孔用单胶囊封孔装置及其封孔方法，封孔装置包括由弹性材料制备的囊体，囊体中设有将囊体内部空间分隔成两个单独腔室的隔膜，两个单独腔室分别预填充化学反应物A和B，化学反应物A和B接触反应时能够释放气体；触发杆的前端穿过伸入到囊体其后端预留在限位板的外部。在将胶囊送入钻孔内之后，在需要时旋转触发杆来戳破隔膜，使化学反应物A和B接触并发生化学反应，产生大量气体使胶囊膨胀，从而挤压岩壁完成封孔。

虽然已知的一种煤矿井下钻孔用单胶囊封孔装置及其封孔方法解决了传统胶囊封孔器使用人工成本高，而且效率低下和操作复杂等技术问题，但是仍然存在以下的不足：

1、该方法是用两种化学反应物发生发应，只能使用一次，不能重复使用；

2、根据有关资料和实验可知，该专利提到的两种化学反应物发生反应，生成的气体产生压力，当压力达到1.3MPa时，反应不再进行，该压力不足以达到封孔的压力要求。

发明内容

为了克服现有技术的上述不足，本发明提供一种基于电解水的单胶囊封孔装置，该封孔装置能够持续产生气压，从而有效的完成封孔，并且能多次重复使用，操作过程方便可控。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：包括由弹性材料制备的囊体，所述的囊体中有水和电解棒，电解棒置于水中，并通导线与囊体外部的供电部分相连。

相比现有的煤矿井下钻孔用单胶囊封孔装置，本发明的一种基于电解水的单胶囊封孔装置，通过在将胶囊送入钻孔内之后，在需要时打开供电部分的开关，使电解棒通电并电解水，产生气体使胶囊膨胀，从而挤压岩壁完成封孔，本发明创新性地采用在密闭胶囊中加入水以及电解棒，水可以随时在人为操控下开始电解产生大量气体使胶囊膨胀，压力的大小可以通过加入电解的时间长短来控制，操作过程简单且能控制持续产生所需压力的气体，不需要额外的增设触发结构，从而达到简化结构、方便、快捷、高效、可控的封孔的效果。并且该装置在用完一次之后，下次在使用只需要再次通电，电解生成气体使其再次膨胀即可，可多次重复使用，从而节约使用成本。