[发明专利]可变径囊袋式矿用注浆封孔装置及方法

说明书

本发明属于煤矿井下抽采钻孔封孔技术领域；煤矿瓦斯抽采存在封孔段注浆压力低，封孔材料不能进入钻孔周边裂隙，造成封孔后钻孔漏气现象严重等问题，瓦斯抽采浓度过低，抽采效果差、抽采效率低，本发明提高一种可变径囊袋式矿用注浆封孔装置及方法，两个注浆囊袋里端固定，外端通过牵引绳拉动沿抽采管路轴向移动，注浆囊袋径向充分膨胀，保证有效封堵钻孔注浆段两端，确保注浆段带压注浆时能进入钻孔周边裂隙，防止当钻孔塌孔后，注浆囊袋不能与钻孔煤壁充分接触，造成抽采钻孔失效或抽采效果差的问题出现。

技术领域

本发明涉及煤矿井下抽采钻孔的封孔技术，更具体的说，涉及一种可变径囊袋式矿用注浆封孔装置及方法。

背景技术

由于目前煤炭形式严峻，而“两堵一注”囊袋式注浆封孔器价格比较高，每个囊袋式注浆孔器的价格高达400-500元，占钻孔封孔成本的60%以上，导致成本核算不匹配。同时，随着开采水平不断向下延伸，煤矿开采地质条件多变、煤体破碎、煤层坚固性系数小、地应力增大等因素，造成钻孔塌孔严重，钻孔孔径远大于钻头直径，传统的囊袋封孔器不能满足钻孔两端封堵带压注浆需求。因此，国内很多矿井已基本放弃使用“两堵一注”封孔工艺，使得封孔工艺落后、倒退，封孔质量低，严重影响瓦斯抽采效率，抽采达标时间，抽采工程事倍功半，使得煤矿瓦斯抽采利用存在诸多问题，主要表现在：封孔段注浆压力低，封孔材料不能进入钻孔周边裂隙，造成封孔后钻孔漏气现象严重，瓦斯抽采浓度过低，抽采效果差、抽采效率低；而且瓦斯抽采浓度达不到利用浓度，使瓦斯利用成为困难，不得不将低浓度瓦斯排放到大气之中，不仅造成瓦斯资源的巨大浪费，而且造成对大气的污染。不同孔径钻孔时封孔需求不同，无法保证瓦斯抽采效果，在生产过程中。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种可变径囊袋式矿用注浆封孔装置及方法，该发明主要用于解决煤、岩巷道掘进及煤层工作面抽采钻孔采用囊袋式注浆封孔工艺的塌孔段难封堵、囊袋直径大难送入的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种可变径囊袋式矿用注浆封孔装置，包括两个囊袋式注浆封孔器和一个爆破阀，爆破阀置于两个囊袋式注浆封孔器之间的注浆管上；囊袋式注浆封孔器均置于抽采管路的轴向方向，囊袋式注浆封孔器包括注浆囊袋、固定卡箍和移动卡箍，固定卡箍位于注浆囊袋远离钻孔孔口一端，移动卡箍位于注浆囊袋靠近钻孔孔口一端，固定卡箍外壁设置滑轮，移动卡箍外壁设置套环，牵引绳一端置于钻孔外部，另一端绕过滑轮连接套环。

进一步，抽采管路设置若干防止移动卡箍向钻孔的孔口移动的单向齿槽，固定卡箍和移动卡箍位于若干单向齿槽两端。

进一步，单向齿槽的齿槽高度为5~10mm，齿槽间距为30~60mm，单向齿槽的数量不少于3个。

进一步，固定卡箍通过螺母和螺纹杆固定于抽采管路上。

进一步，注浆管一端穿过靠近钻孔孔口的注浆囊袋置于远离钻孔孔口的注浆囊袋内，另一端连接注浆泵。

进一步，注浆管设置单向阀，单向阀位于靠近钻孔孔口的注浆囊袋处。

进一步，两个注浆囊袋之间的注浆段设置返浆管。

进一步，移动卡箍为弹性材质。

进一步，注浆囊袋承受最大压力不小于1.2MPa。

一种可变径囊袋式矿用注浆封孔方法，基于上述的可变径囊袋式矿用注浆封孔装置，通过拉动牵引绳调整移动卡箍在抽采管路上的轴向位置，单向齿槽防止移动卡箍反向移动，注浆后注浆囊袋径向膨胀，实现注浆囊袋封堵钻孔注浆段的两段，具体包括以下步骤：

步骤1. 将两个注浆囊袋安装于抽采管路上，并分别固定两个固定卡箍，牵引绳绕过滑轮连接移动卡箍；