[发明专利]一种实时多次封孔的装置及方法

说明书

本发明公开一种实时多次封孔的装置及方法，适用于瓦斯抽采领域使用。包括套在抽采管上的外囊袋和内囊袋，抽采管上套有套筒，套筒上设有中空圆形挡板，中空圆形挡板与内囊袋和外囊袋之间均设有压力相同的弹簧，利用弹簧保证中空圆形挡板在套筒上水平移动时平稳，外囊袋和内囊袋上分别连接有用以注浆封孔的注浆管，所述中空圆形挡板上设有多个荧光传感器，利用萤光传感器的感知，检测在一次封孔之后，外囊袋和内囊袋之间的煤体是否会再次出现裂隙，进而通过数据线将此信息传输至电脑，若出现裂隙，则可以对裂隙再次进行封堵，此装置可对任意时刻产生的裂隙进行实时封堵。其时效性强，操作简单，自动化高。

技术领域

本发明涉及一种实时多次封孔的装置及方法，尤其适用于瓦斯抽采领域中使用。

背景技术

随着开采深度的增加，煤层瓦斯压力和瓦斯含量逐渐增大，地质构造条件也越来越复杂恶化，使得瓦斯灾害日趋严重。此外，煤矿瓦斯直接排放到大气中，可引起温室效应，其作用效果是二氧化碳的25倍。除上述危害方面外，瓦斯也是一种清洁能源。如果能够对矿井瓦斯进行有效抽采利用，不仅可以有效地防治瓦斯灾害，也将会极大地缓解我国能源紧缺的局势。目前我国煤层瓦斯面临的主要问题是抽采浓度低、浓度值衰减过快，其原因除大部分被抽采煤层透气性差、裂隙不发育外，最重要的是封孔不严，封孔质量不理想。国内外学者对煤层瓦斯抽采封孔技术进行了大量研究，按封孔方式大致分为三类:非带压封孔、“两堵一注”带压封孔和多次封孔。

非带压封孔包括机械式封孔器封孔、水泥浆封孔和高分子发泡材料封孔等。

两堵一注封孔是通过向“两堵”间或囊袋中进行注浆工作，利用压力注浆实现浆体封堵裂隙和主动支护钻孔的作用。

多次封孔通过粉末封堵及延时封孔的方法去解决抽采过程中的发育裂隙。

但是上述三种封堵方法只能最多进行两次封堵，并且会将封孔区间彻底封死，若后续封堵裂隙继续开裂，则没有办法再次深入裂隙处进行封堵。

发明内容

发明目的：本发明的目的是要提供一种实时进行封孔的装置，同时高压力气体对钻孔有着良好的主动支护作用，可以减轻采动带来的多重损伤，减少裂隙的再发育。

技术方案：为实现上述技术目的，本发明一种实时多次封孔的装置，包括套在抽采管上的外囊袋和内囊袋，其中外囊袋设置在后，内囊袋设置在前，外囊袋和内囊袋之间的抽采管上套有起保护作用的套筒，套筒上设有可以在套筒上滑动的中空圆形挡板，中空圆形挡板的尺寸与封孔钻孔匹配，中空圆形挡板与内囊袋之间的空间为内区段，中空圆形挡板与外囊袋之间为外区段，中空圆形挡板与内囊袋和外囊袋之间均设有压力相同的弹簧，利用弹簧保证中空圆形挡板在套筒上水平移动时平稳，外囊袋和内囊袋上分别连接有用以注浆封孔的注浆管，中空圆形挡板和内囊袋中水平设有端部设置在内区段的注粉管，外囊袋中穿过端部设置在外区段的注气管；所述中空圆形挡板上设有多个荧光传感器，多个荧光传感器通过数据传输线延伸至外囊袋外侧。

所述注浆管的水平设置位置位于内囊袋与外囊袋的上边缘，注浆管的端部出口与内囊袋连接，注浆管与外囊袋连接处设有出浆口，注气管的水平设置位置高于抽采管低于注浆管，注粉管的水平设置位置低于抽采管高于外囊袋的下边缘。

注粉管的端部出口靠近内囊袋处，注气管的端部出口靠近外囊袋。

多个荧光传感器均匀分别布置在在中空圆形挡板上并指向钻孔壁设置，用以检测钻孔壁中的荧光粉分布情况，所述中空圆形挡板为环状结构，中空圆形挡板的面积与钻孔尺寸匹配，中空圆形挡板的边缘内设有一层既能保证与钻孔壁之间密封又能保证中空圆形挡板在钻孔中移动的硅胶材料，中空圆形挡板开有让注浆管和注粉管穿过的孔洞。

所述注气管和注粉管位于外囊袋外侧上均设有放气阀，注浆法位于外囊袋出的出浆口上设有阀门。

一种使实时多次封孔的装置的封孔方法，其步骤如下：