专利名称：封孔管及封孔装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及水泥砂浆封孔技术领域，尤其涉及一种封孔管及封孔装置。
背景技术：
煤矿井下瓦斯抽样钻孔、测压钻孔等钻孔的封孔处理效果，直接影响着矿井的井 下安全生产。现有技术中通常采用水泥砂浆封孔工艺进行封孔。封孔时，采用一根上下通透的 圆柱状封孔管，并将封孔管伸入钻孔。在封孔管所处的钻孔内的、封孔管外部的前后两端采 用聚胺树脂封堵，中间形成密封段，使用封孔泵将水泥砂浆注入密封段内，水泥砂浆充分发 酵后即封孔结束。但是，当钻孔开孔的岩或煤断面较为破碎，比如存在有裂隙，或者断面内钻孔施工 数量较多时，注入的水泥砂浆无法充分填充所有裂隙，导致钻孔封孔不严。为了增加封孔效 果，通常还会采用高压注浆的方法来密封钻孔。但是高压注浆时，容易引起聚胺树脂的滑 落，仍然导致封孔不严实，从而引起对钻孔的测压不准确、抽采漏气等现象，直接危害矿井
安全生产。
实用新型内容本实用新型实施例提供一种封孔管及封孔装置，用以解决现有技术中封孔不严的 缺陷，能够提高钻孔的封孔的质量。本实用新型实施例提供一种封孔管，包括中空通管，在所述通管的外侧壁自上而下依次间隔设置有第一挡板、第二挡板和第三挡板；所述第一挡板与所述通管一端之间的区域用于放置第一固结剂；所述第一挡板上设有注浆孔和返浆孔，通过所述注浆孔和所述返浆孔，向所述第 一挡板和所述第二挡板之间的区域，进行注浆处理；所述第二挡板和所述第三挡板之间的区域用于放置吸附剂；所述第三挡板与所述通管另一端之间的区域用于放置第二固结剂。如上所述的封孔管，所述第一挡板、所述第二挡板和所述第三挡板均与所述通管 轴线垂直。如上所述的封孔管，所述第一挡板、所述第二挡板和所述第三挡板均为圆环状结 构。如上所述的封孔管，所述注浆孔和所述返浆孔对称设置在所述第一挡板上。如上所述的封孔管，所述第一挡板和所述第二挡板的间距大于6米。如上所述的封孔管，所述第一固结剂和所述第二固结剂为聚胺树脂。如上所述的封孔管，所述吸附剂为干海带或棉纱。本实用新型实施例还提供一种封孔装置，包括封孔管，采用上述封孔管；[0020]封孔泵、胶管、注浆管和返浆管；所述胶管一端与所述封孔泵连接，另一端与所述 注浆管连接；所述注浆管穿过所述注浆孔、并伸入所述第一挡板与所述第二挡板之间的区 域；所述返浆管穿过所述返浆孔、并伸入所述第一挡板与所述第二挡板之间的区域。如上所述的封孔装置，所述胶管的外壁设有用于检测注浆压力的压力表。
如上所述的封孔装置，所述胶管与所述注浆管的连接处设有第一控制阀；所述返 浆管外部端口处设有第二控制阀。本实用新型实施例提供的封孔管及封孔装置，通过在封孔管外侧自上而下依次间 隔设置有三个挡板，在封孔时，用于固定封孔管与钻孔之间的聚胺树脂、干海带或棉纱等， 并在中部形成密封段。采用本实施例的技术方案，高压注浆时可以保证加压的水泥砂浆能 够在填满密封段之后，充分填充钻孔孔壁周围的每一裂隙。所以，采用本实施例的技术方案 能够提高钻孔的封孔质量，有利于改善瓦斯抽采效果和准确测定瓦斯压力，从而提高矿井 生产的安全性。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例 或现有技术描述中所需要使用的附图作以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是 本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提 下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本实用新型实施例一的封孔管的剖面示意图；图2为本实用新型实施例一的第一挡板的结构示意图；图3为本实用新型实施例二的封孔装置的结构示意图；图4为采用本实用新型实施例二的封孔装置封孔钻孔的单孔抽采浓度示意图；图5为采用本实用新型实施例二的封孔装置封孔钻孔的压力测量示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新 型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描 述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施 例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于 本实用新型保护的范围。
以下结合附图和具体实施例进一步说明本实用新型实施例的技术方案。实施例一图1为本实用新型实施例一的封孔管的剖面示意图，如图1所示，本实施例的封装 管，包括一中空通管1，在通管1的外侧壁自上而下依次间隔设置有第一挡板2、第二挡板3 和第三挡板4。通管1可以为圆柱状的中空通管。第一挡板2与通管1 一端101之间的区 域用于放置第一固结剂；第一固结剂用于固结通管1的一端101与钻孔5的孔壁。第一挡 板2上设有注浆孔6和返浆孔7，通过注浆孔6和返浆孔7，向第一挡板2和第二挡板3之间 的区域，进行注浆处理。第二挡板3和第三挡板4之间的区域用于放置吸附剂；吸附剂用于 吸附通管1的外壁与钻孔5的孔壁之间的水分。第三挡板4与通管1的另一端102之间的区域用于放置第二固结剂；第二固结剂用以固结通管1的另一端102与钻孔5的孔壁。第一固结剂和第二固结剂可以采用聚胺树脂；吸附剂可以采用干海带或者棉纱。如图1所示，为便于描述，不妨以第一挡板2的位置为界，通管1上的第一挡板2 以上的部分为通管1的一端101。以第三挡板4的位置为界，通管1上的第三挡板4以下的 部分为通管1的另一端102。封孔时，在第一挡板2与通管1的一端101之间放置的第一固结剂，将通管1的一 端101与钻孔5的孔壁固结。在第二挡板3和第三挡板4之间放置的吸附剂可用于吸附通 管1外侧与钻孔5之间的水分。在第三挡板4与通管1的另一端102之间放置的第二固结 齐U，将通管1的另一端102与钻孔5的孔壁固结。而在第一挡板2和第二挡板3之间形成 一个可以用于注入水泥砂浆的密封空间，亦称密封段。需要说明的是，第一挡板2、第二挡板 3和第三挡板4的直径尺寸略小于钻孔5的孔径，这样可以保证在加压注入水泥砂浆时，液 体状的水泥砂浆会充分浸入钻孔周围的每一处裂隙。由于各挡板的保护作用，加压的水泥 砂浆不会致使固结剂或者吸附剂滑落，从而提高钻孔封孔的质量。需要说明的是，本实施例中的第一挡板2、第二挡板3和第三挡板4均与通管1的 轴线垂直；可以采用焊接的方式将三个挡板焊接在通管1的外壁。需要说明的是，第一挡板2、第二挡板3和第三挡板4均为圆环状结构。第一挡板2 上的注浆孔6和返浆孔7可对称的设置在第一挡板2上，或者非对称分布在第一挡板2上。 图2为本实用新型实施例一的第一挡板的结构示意图；如图2所示，注浆孔6和返浆孔7对 称分布在第一挡板2上。需要说明的是，为了保证封孔的效果，第一挡板2和第二挡板3的间距大于6米。 其中第一挡板2、第二挡板3和第三挡板4之间的间距可以是等间距，或者是不是等间距，图 1所示为第一挡板2、第二挡板3和第三挡板4之间不等间距的情况。本实施例封孔管，通过在通管的外壁自上而下依次间隔设置三个挡板，在封孔时， 用于固定封孔管与钻孔之间的固结剂和吸附剂，并在中部形成用于注入水泥砂浆的密封 段。采用本实施例的技术方案，高压注浆时可以保证加压的水泥砂浆填满密封段之后，充分 填充钻孔孔壁周围的每一裂隙。且高压注浆过程中不会致使固结剂的滑落；能够保证钻孔 封孔的密实性，有效地提高了钻孔封孔的质量。实施例二图3为本实用新型实施例二的封孔装置的结构示意图；如图3所示，本实施例的封 孔装置包括上述实施例一的封孔管，还包括封孔泵8、胶管9、注浆管10和返浆管11。胶 管9选择能够抵抗一定压力的高压胶管。胶管9 一端与封孔泵8相连，另一端与注浆管10 连接，注浆管10穿过注浆孔6、并伸入第一挡板2与第二挡板3之间的区域；返浆管11穿 过返浆孔7、并伸入第一挡板2与第二挡板3之间的区域。优选地，注浆管10通过注浆孔6穿过第一挡板2伸向第二挡板3附近，用于在压 强的作用下，将水泥浆自下向上注入到第一挡板2和第二挡板3形成的密封空间。返浆管 11则刚好穿过第一挡板2即可，用于在第一挡板2和第二挡板3之间的密封段注满水泥砂 浆时向外返回水泥砂浆。采用此优选方案，可以保证注入水泥砂浆的时候，将水泥砂浆送入 密封段的最深层的位置；当水泥砂浆即将注满，快到靠近第二挡板2的位置才要向外返回 水泥砂浆，可以保证水泥砂浆充分填充密封段，保证了密封的效果。需要说明的是，注浆孔6和返浆孔7没有实质区别，可以互换使用。如图3所示，为了以防止在压力不够的情况下，水泥砂浆不能充分填充钻孔5孔壁 周围的每一裂隙，可以在胶管9外壁设置一压力表12，压力表12用于检测注入水泥砂浆时 的压力，可以保证在一定压强下，水泥砂浆能够充分填充钻孔5的孔壁周围的每一裂隙。为 了保证封孔质量，优选地，要求注入水泥砂浆的压力不能低于4MPa，即压力表12的示数不 能小于4MPa。 如图3所示，还可以在胶管9与注浆管10的连接处设有第一控制阀13 ；第一控制 阀13用于控制当注浆完成之后，关闭注浆管10与胶管9相连的端口。如图3所示，还可以 在返浆管11外部端口处设有第二控制阀14，用于关闭返浆管11外部端口，禁止注满水泥砂 浆之后继续向外返回水泥砂浆，否则需要调节封孔泵8处注浆时的压力。本实施例的封孔装置，通过采用上述实施例的封孔管，能够在一定的压力之下，对 钻孔进行封孔。采用本实施例的封孔装置，能够有效地提高钻孔的封孔质量，有利于改善瓦 斯抽采效果和准确测定瓦斯压力，从而提高矿井生产的安全性。下面以上述实施例的封孔装置为例，详细描述本发明实施例的封孔管及封孔装置 的使用步骤(1)首先将第二固结剂系在封孔管的通管1的另一端102上，即将第二固结剂限定 在第三挡板4和通管1的另一端102之间的区域，以第二固结剂紧靠在第三挡板4的下表 面为宜。将吸附剂缠绕在第二挡板3与第三挡板4之间，并用细线扎好，浇少量聚胺树酯； 第二固结剂可以采用聚胺树脂，吸附剂可以采用干海带或者棉纱；(2)将步骤(1)装配好的封孔管迅速装入施工完毕的钻孔5内；(3)分别将用于注入水泥砂浆的注浆管10和用于返回水泥砂浆的返浆管11分别 插入第一挡板2上的注浆孔6和返浆孔7 ；其中注浆管10延伸到靠近第二挡板3处，返浆 管11伸出第一挡板2即可；(4)待吸附剂膨胀有劲后，采用第一固结剂封上钻孔5的孔口，具体地，第一固结 剂位于第一挡板2与通管1的一端101之间的区域。为了增加密封效果，优选在钻孔5的孔 口 Im以下填充第一固结剂，在第一固结剂上方与钻孔5的孔口的位置处填充水泥砂浆；这 样，在第一挡板2和第二挡板3之间形成一个密封段；其中第一固结剂可以采用聚胺树脂；(5)封孔泵8在压强的作用下将水泥砂浆通过胶管9压入注浆管10，最终将水泥 砂浆压入第一挡板2和第二挡板3之间的密封段，通过检测胶管9外侧设置的压力表12可 以检测水泥砂浆注入的压力，为了保证封孔效果，通常情况下压力不能小于4MPA;(6)待返浆管11外部端口向外返回水泥砂浆时，停止注浆，关闭返浆管11外侧设 置的第二控制阀14 ；稍后再次带压补浆，即封孔泵8继续向密封段压入水泥砂浆，以使得水 泥砂浆在一定压力下充分填充钻孔5孔壁周围的每一处裂隙；通常根据实际需要，可以进 行几次带压补浆过程，最后一次返浆之后，关闭注浆管10外侧设置的第一控制阀13，封孔 完毕；最后清理现场。采用本实用新型的封孔管和封孔装置封孔，可以有效地保证瓦斯的抽采浓度。图 4为采用本实用新型封孔装置封孔钻孔的单孔抽采浓度示意图；如图4所示，现场试验表 明，采用本实用新型实施例的封孔装置对钻孔进行封孔，在钻孔抽采负压大于20Kpa的条 件下，封孔完第一天的抽采初期瓦斯浓度最大为94%，稳定后的瓦斯抽采浓度也能够达到30%以上，满足瓦斯抽采浓度的需求。采用本实用新型的封孔管和封孔装置封孔，钻孔封孔严密，瓦斯压力测定准确。图 5为采用本实用新型封孔装置封孔钻孔的压力测量示意图；如5所示，现场试验表明，检测 采用本实用新型实施例的封孔装置封孔的钻孔的压力，测定时间段从封孔钻孔完第一天开 始至其后的第23天，如5所示，可以检测到瓦斯压力刚开始逐日递增，慢慢趋于稳定，最大 达到2. 6Mpa ；直至对抽采钻孔施工，钻孔瓦斯压力才卸压衰减。所以可以知道，采用本实用 新型的封孔管和封孔装置封堵的钻孔密实，效果好。 最后应说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制； 尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解 其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等 同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术 方案的精神和范围。
权利要求一种封孔管，包括中空通管，其特征在于，在所述通管的外侧壁自上而下依次间隔设置有第一挡板、第二挡板和第三挡板；所述第一挡板与所述通管一端之间的区域用于放置第一固结剂；所述第一挡板上设有注浆孔和返浆孔，通过所述注浆孔和所述返浆孔，向所述第一挡板和所述第二挡板之间的区域，进行注浆处理；所述第二挡板和所述第三挡板之间的区域用于放置吸附剂；所述第三挡板与所述通管另一端之间的区域用于放置第二固结剂。
2.根据权利要求1所述的封孔管，其特征在于，所述第一挡板、所述第二挡板和所述第 三挡板均与所述通管轴线垂直。
3.根据权利要求1所述的封孔管，其特征在于，所述第一挡板、所述第二挡板和所述第 三挡板均为圆环状结构。
4.根据权利要求1所述的封孔管，其特征在于，所述注浆孔和所述返浆孔对称设置在 所述第一挡板上。
5.根据权利要求1-4任一所述的封孔管，其特征在于，所述第一挡板和所述第二挡板 的间距大于6米。
6.根据权利要求1-4任一所述的封孔管，其特征在于，所述第一固结剂和所述第二固 结剂为聚胺树脂。
7.根据权利要求1-4任一所述的封孔管，其特征在于，所述吸附剂为干海带或棉纱。
8.一种封孔装置，包括封孔管，为权利要求1-7任一所述的封孔管；封孔泵、胶管、注浆管和返浆管；所述胶管一端与所述封孔泵连接，另一端与所述注浆 管连接；所述注浆管穿过所述注浆孔、并伸入所述第一挡板与所述第二挡板之间的区域； 所述返浆管穿过所述返浆孔、并伸入所述第一挡板与所述第二挡板之间的区域。
9.根据权利要求8所述的封孔装置，其特征在于，所述胶管的外壁设有用于检测注浆 压力的压力表。
10.根据权利要求8或9所述的封孔装置，其特征在于，所述胶管与所述注浆管的连接 处设有第一控制阀；所述返浆管外部端口处设有第二控制闸。
专利摘要本实用新型实施例提供一种封孔管及封孔装置。封孔管包括中空通管，在所述通管的外侧壁自上而下依次间隔设置有第一挡板、第二挡板和第三挡板；所述第一挡板与所述通管一端之间的区域用于放置第一固结剂；所述第一挡板上设有注浆孔和返浆孔，通过所述注浆孔和所述返浆孔，向所述第一挡板和所述第二挡板之间的区域，进行注浆处理；所述第二挡板和所述第三挡板之间的区域用于放置吸附剂；所述第三挡板与所述通管另一端之间的区域用于放置第二固结剂。采用本实用新型实施例的方案能够提高钻孔的封孔质量、保证瓦斯抽采效果，从而提高矿井生产的安全性。
文档编号E21B33/12GK201610734SQ20102011906
公开日2010年10月20日 申请日期2010年2月20日 优先权日2010年2月20日
发明者严立峰, 夏仕柏, 孙月庚, 王永清, 程念东, 陈军 申请人:淮南矿业(集团)有限责任公司