煤矿瓦斯抽采钻孔带压注浆快速封孔器的制作方法

本实用新型涉及煤矿瓦斯抽采钻孔
技术领域：
，尤其是一种煤矿瓦斯抽采钻孔带压注浆快速封孔器。
背景技术：
：现有的煤矿瓦斯抽采钻孔技术：一、聚氨酯封孔技术：国内煤矿瓦斯抽采钻孔普遍采用高分子聚氨酯化工材料封孔。二、机械弹性封孔技术。三、充气式封孔器：充气式封孔器主要有两种，一种是免充气气囊式，另一种是充气气囊式。四、水力膨胀式封孔器。五、煤矿瓦斯带压快速注浆封孔器。以上现有技术的缺陷：一、聚氨酯封孔技术：这种封孔方法具有两个方面的缺点：第一、抗压强度低；第二、可压缩量很大。高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井往往采深较大，相应的地应力也较大，加之煤层强度普遍较低，井下煤层钻孔在地应力作用下将逐渐蠕变，钻孔在蠕变的过程中，钻孔周围的煤体将会产生松动裂隙，使瓦斯抽采时出现漏气通道。二、机械弹性封孔技术：这种封孔方法对钻孔的密封性能差，漏气严重，根本不能用于煤层长效抽采钻孔的封孔。三、充气式封孔器：只能作为临时封孔。四、水力膨胀式封孔器：这种封孔用于煤层长效抽采不可行，原因有二：第一、成本较高；第二、封孔器的微泄露不能保证长效封孔的效果。五、煤矿瓦斯带压快速注浆封孔器：该封孔器实现了带压注浆封孔，封孔密闭性强。其缺点是保留了传统的返浆管，结构不够简洁；压力表安设在返浆管中，当围岩较为破碎注浆时间较长时，返浆管内的水泥浆液可能沉淀、凝固，造成压力表测压不准确，影响带压注浆的监控。技术实现要素：本实用新型旨在提供一种采用带压注浆技术，实现密闭封孔，具备多层带压注浆、封孔密闭性强的优点，整体结构更加简洁，封孔操作更为简化可靠，密闭效果更加良好的煤矿瓦斯抽采钻孔带压注浆快速封孔器。为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：煤矿瓦斯抽采钻孔带压注浆快速封孔器，包括注浆管和囊袋，所述注浆管分为前后两段，前后两段注浆管之间设有双环形气压爆破阀，该双环形气压爆破阀通过丝头和扣压式胶管接头连接两侧的注浆管；前段注浆管和后段注浆管上分别套有一个囊袋，前段注浆管上的囊袋的两端通过金属套管扣压固定在注浆管上，后段注浆管上的囊袋的前端通过金属套管扣压固定在注浆管上，后端通过堵头固定在注浆管上，该堵头封堵注浆管的后端；注浆管被两个囊袋包围的部分均设有环形单向阀。作为本实用新型的进一步方案：所述注浆管的材料为外径16mm的铝塑管。作为本实用新型的进一步方案：所述注浆管的前端设有扣压式胶管接头。作为本实用新型的进一步方案：所述注浆管的后端管头内设有钢筋头。作为本实用新型的进一步方案：所述囊袋的材料为防静电阻燃面料。作为本实用新型的进一步方案：所述双环形气压爆破阀由三通、螺帽、铝箔片和密封圈组成。作为本实用新型的进一步方案：该煤矿瓦斯抽采钻孔带压注浆快速封孔器与瓦斯抽采封孔管绑扎，并且依次外接三控带压注浆装置和注浆泵。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该煤矿瓦斯抽采钻孔带压注浆快速封孔器着力于瓦斯抽采钻孔封孔的密闭性，即采用带压注浆技术，实现密闭封孔；其次，解决其他品种封孔器封孔工序较繁琐，操作较复杂的不足，仅采用单一的水泥注浆，完成全部封孔过程。除具备多层带压注浆、封孔密闭性强的优点外，整体结构更加简洁，封孔操作更为简化可靠，密闭效果更加良好。该产品操作简单、使用方便，能够提高瓦斯抽采效果，降低工人劳动强度、提高工作效率，适合各种地质情况的钻孔封孔，特别是钻孔倾角大、 封孔长度深的上向孔或下向钻孔。附图说明图1为本实用新型的安装工艺示意图；图2为本实用新型的整体结构示意图；图3为扣压式胶管接头的结构示意图；图4为注浆管的结构示意图；图5为金属套管的结构示意图；图6为囊袋的结构示意图；图7为丝头的结构示意图；图8为双环形气压爆破阀的结构示意图；图9为堵头的结构示意图；图10为环形单向阀的结构示意图。具体实施方式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，所描述的实施例仅仅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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。请参阅图1-10，本实用新型实施例中，煤矿瓦斯抽采钻孔带压注浆快速封孔器，包括注浆管2和囊袋4，所述注浆管2为外径16mm铝塑管，注浆管2分为前后两段，前后两段注浆管2之间设有双环形气压爆破阀6，该双环形气压爆破阀6通过丝头5和扣压式胶管接头1连接两侧的注浆管2；前段注浆管2和后段注浆管2上分别套有一个囊袋4，前段注浆管2上的囊袋4的两端通过金属套管3扣压固定在注浆管2上，后段注浆管2上的囊袋4的前端通过金属套管3扣压固定在注浆管2上，后端通过堵头7固定在注浆管2上，该堵头7封堵注浆管2的后端；注浆管2被两个囊袋4包围的部分均设有环形单向阀8，使得注浆时浆液只能单向从管内流出，不能由囊袋4流回管内。进一步，所述注浆管2的前端设有扣压式胶管接头1。进一步，所述注浆管2的后端管头内设有钢筋头。进一步，所述囊袋4由防静电阻燃面料缝制。进一步，所述双环形气压爆破阀6由三通、螺帽、铝箔片、密封圈组成，选用不同厚度的铝箔片，可以调整得到所需要的爆破压力。进一步，该煤矿瓦斯抽采钻孔带压注浆快速封孔器与瓦斯抽采封孔管21(实管、花管)经绑扎后同时进行敷设，并且依次外接三控带压注浆装置22和注浆泵23。如图所示为本实用新型的一种代表性的具体实施示例，实施方法如下：煤矿瓦斯抽采钻孔带压注浆快速封孔器主要由扣压式胶管接头1、注浆管2、金属套管3、囊袋4、4′丝头5、双环形气压爆破阀6、堵头7、环形单向阀8等构成。扣压式胶管接头1通过扣管机与注浆管2紧固连接，环形单向阀8通过钻孔套胶管、金属套管3扣压完成制作，注浆时浆液只能单向从管内流出，不能由囊袋4流回管内；囊袋4通过金属套管3扣压固定在注浆管2上，用于钻孔的两头封堵；采用堵头7封堵注浆管2时，先在管头内插入钢筋头，然后进行扣压；整套封孔器通过4′丝头5进行连接组装。封孔器安装时依次外接三控带压注浆装置22、注浆泵23。封孔器与瓦斯抽采封孔管21(实管、花管)经绑扎后同时进行敷设。本实用新型的工作原理及其使用方法：煤矿瓦斯抽采钻孔带压注浆快速封孔器的注浆管2与三控带压注浆装置、注浆泵依次连接。启动注浆泵，水泥浆液进入注浆管2，由于单向阀的作用浆液首先进入囊袋41及囊袋42中，囊袋4迅速膨胀，将囊袋4的外径紧固在孔壁上，实现封孔器两端的封闭；当浆液压力大于1MPa时，双环形气压爆破阀6爆破，浆液流入两个囊袋4中间的钻孔及其周边裂隙地带和地质构造带，在带压条件下完成注浆充填，实现多层密封。在达到注浆设计终压值(2Mpa或技术措施规定值)时，完成封孔作业。将封孔管与瓦斯抽采管路连接，通过抽采系统进行瓦斯抽放。该封孔器结构简洁，技术先进，适合各种地质情况的钻孔封孔，特别是钻孔倾角大、封孔长度深的上向孔或下向孔。使用操作：1、将封孔管花管推入孔底，依次推入封孔实管。根据封孔器长度与封孔实管绑扎牢固，送入钻孔，将封孔器完全放进钻孔内。2、将封孔器的注浆管与三控带压注浆装置连接，再与注浆泵连接；3、启动注浆泵向孔内注浆，前期注浆压力控制在0.6MPa左右，约2分钟后囊袋注满，浆液压力逐渐上升至1Mpa(爆破阀爆破压力值)，爆破阀爆破，浆液向中间钻孔及周边裂隙进行带压注浆，直至浆液压力达到终压值停止注浆，实现多层密闭。4、注浆完毕后关闭孔口阀门，钻孔内浆液不会发生倒流情况，封孔器自动在钻孔内保持膨胀状态。5、封孔后拆除三控带压注浆装置与注浆泵，将封孔管与瓦斯抽放管路进行连接，通过抽采系统抽放瓦斯。本实用新型的结构特点及其优点：一、环形单向阀：使浆液在一个方向上通流，而在相反方向截止，适用于囊袋注浆，实现两头封堵。二、双向环形爆破阀：1、铝箔膜片爆破前(注浆压力小于1Mpa)，囊袋注浆已经饱满，起到两头封堵的作用；膜片爆破后，能够改变浆液流向，对中间钻孔及周边裂隙进行注浆；2、结构紧凑、牢固，易安装，适宜煤矿井下瓦斯抽采钻孔狭小环境；3、膜片爆破压力稳定，受外界干扰小，受环境温度影响小。可以选用不同厚度的膜片，满足所需要的爆破压力。三、三控带压注浆装置：1、控制注浆泵注浆压力；2、控制囊袋内浆液压力；3、控制围岩裂隙带内浆液压力。4、真正实现带压注浆封孔。四、扣压式胶管接头(内加密封圈)进行管路连接，具有密闭性好、连接牢固可靠的优点。本实用新型的技术性能及基本尺寸：项目单位FKW-113/1.3长度mm根据钻孔深度定瓦斯封孔管外径mm50囊袋膨胀外径mm60-160适用外径mm65-150囊袋最小爆破压MPa3工作压力MPa0.6本实用新型的有益效果：一、封孔自动化：封孔器送入钻孔后，只需启动注浆泵即可实现整个钻孔的自动封孔，较其他品种封孔器的封孔操作工序大大简化，同时减少了工人劳动强度，提高了工作效率。二、带压注浆：注浆泵与封孔器之间装有三控带压注浆装置，可以有效监控浆液压力，真正实现带压注浆，使浆液充分压入钻孔周边裂隙，填满注实，钻孔封堵做到密闭严实。三、主动支护：注浆后囊袋及围岩注浆可以形成有效支护，使封孔段钻孔周围形成高应力区，避免后续产生裂隙，形成瓦斯抽采的漏气通道。四、工艺先进：该封孔器结构简洁，技术先进，封孔操作便于掌握，封孔密闭性好，能够提高瓦斯抽采浓度。本实用新型最终达到的目的：一、解决传统封孔技术的局限性，实现密闭封孔。二、解决其他品种封孔器封孔工序较繁琐，操作较复杂的现状。三、解决现有的煤矿瓦斯带压快速注浆封孔器，因设有的返浆管在特殊情况下(围岩破碎，注浆时间较长时)可能出现的管内水泥沉淀、堵塞管路，造成压力表测压不准的问题，使注浆封孔技术更加完善、可靠。对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。当前第1页1 2 3