[发明专利]一种便携式煤层钻孔膨胀致裂增透装置及方法

权利要求书

1.一种便携式煤层钻孔膨胀致裂增透装置，其特征在于：包括多个依次连接的壳体（2）；

所述壳体（2）内同轴设置有多个混合单元（7）；每个所述混合单元（7）设置有水流层（4）和膨胀材料固体层（5）；

每个水流层（4）均设置有环形区域，每个环形区域间隔设置有若干出水孔（14）；水流层（4）的部分出水孔作为连接孔（15）；

所述膨胀材料固体层（5）设置有薄挡板（6），薄挡板（6）上面与水流层（4）的连接孔（15）相连接，且薄挡板（6）的两侧设置有若干个挡板出水孔（16）；

壳体（2）内部设置有水流通道（3），水流通道（3）贯穿整个壳体（2），并与混合单元（7）的水流层（4）相连通，与膨胀材料固体层（5）密闭，水流层（4）与膨胀材料固体层（5）之间用橡胶塞（8）封堵，混合单元（7）之间的水流通道（3）也用橡胶塞（8）封堵；

所述水流通道（3）通过空心注水针（22）和软管（21）连接水箱（1）；

所述水箱（1）上设置有控制箱（18），所述控制箱（18）上设置有操作面板（24），用于输入流量值，所述操作面板（24）下设置有启动装置（25），用于控制电路；所述水箱（1）右上端连接有进水管（17），另一端下侧设置有电磁阀（19），所述电磁阀出水口连接有流量计（20），所述流量计连接有软管（21）；

所述电磁阀（19）和流量计（20）与控制箱（18）连接，以接收流量计（20）流量信号，切断电源，控制电磁阀（19）开关。

2.根据权利要求1所述的一种便携式煤层钻孔膨胀致裂增透装置，其特征在于：所述壳体（2）内同轴设置有五个混合单元（7）；五个水流层（4）分别设置有环形区域，由内到外依次为第一环形区域（9）、第二环形区域（10）、第三环形区域（11）、第四环形区域（12）、第五环形区域（13），五个环形区域为五个同心圆，且半径差值相同。

3.根据权利要求1所述的一种便携式煤层钻孔膨胀致裂增透装置，其特征在于：所述空心注水针（22）的前表面设置有刻度线。

4.根据权利要求1所述的一种便携式煤层钻孔膨胀致裂增透装置，其特征在于：所述膨胀材料固体层（5）设置有六个薄挡板（6），且相隔60°成圆形分布。

5.便携式煤层钻孔膨胀致裂增透方法，其特征在于，根据权利要求1到4任一项所述的一种便携式煤层钻孔膨胀致裂增透装置，包括以下阶段：

混合阶段：

将空心注水针（22）全部插入水流通道（3），在控制箱（18）上设置所需的流量，按下启动装置（25）后电磁阀（19）打开，水流通过流量计（20）将流量信号传输到控制箱（18），达到设定值后，控制箱（18）切断电源，电磁阀（19）关闭，完成每层定量注水；

而后将空心注水针（22）向上拔至第二条刻度线处，接着启动装置（25），通过设置定量将水箱中的水注入上面一层水流层中，达到设定值后，控制箱（18）切断电源，电磁阀（19）关闭，而后将针管向上拔至第三条刻度线处，而后依次进行，直至将水全部注入壳体中；

所述每个混合单元（7）中，注入水流层（4）后，水流由第一环形区域（9）流至第三环形区域（11）再到第五环形区域（13）的同时，穿过设置在水流层（4）的出水孔（14）渗入膨胀材料固体层（5），在水流流至最外层的第五环形区域（13）时，通过水流层（4）与膨胀材料固体层（5）接触的薄挡板（6）流入膨胀材料固体层（5），并通过薄挡板（6）上面的出水孔（16）向膨胀材料固体层（5）四周渗透，从而达到均匀混合固体的效果；

装药阶段：

将水注入煤层钻孔膨胀致裂装置后，根据钻孔深度依次将该装置放入钻孔内采用聚氨酯材料封孔后，等待膨胀材料水化反应进行煤层致裂。