一种新型封堵瓦斯抽放孔的注浆式封孔器的制作方法

本实用新型属于煤矿配件技术领域，具体的讲涉及一种新型封堵瓦斯抽放孔的注浆式封孔器。

背景技术：

注浆式封孔器是广泛应用于煤层瓦斯抽放和煤层注水等各种钻孔孔口的密封装置，现有的矿用封堵瓦斯抽放孔的注浆式封孔器大多采用“两堵一注”带压注浆封孔工艺。

中国专利公开号为CN103195388A，公开日为2013.07.10的发明专利申请中公开了一种两堵封孔器，包括瓦斯抽放管、第一膨胀囊袋、第二膨胀囊袋和注浆管，第一膨胀囊袋、第二膨胀囊袋为弹性囊袋且并列设置；瓦斯抽放管从第一膨胀囊袋、第二膨胀囊袋穿过后连接有瓦斯抽放孔管，其与第一膨胀囊袋、第二膨胀囊袋连接处均密封；注浆管从第一膨胀囊袋穿过后从第二膨胀囊袋的一侧穿入。工作时，先用注浆管为第一、第二膨胀袋充气，形成封堵后再用注浆管为封孔段注浆封孔。该方案存在以下缺陷：一是形成封堵的膨胀囊袋在矿井下高温环境易老化失去弹性，遇到尖利物品易破裂丧失封堵效果；二是气体囊袋具有弹性因此难以对钻孔形成有效支护，使封孔段钻孔周围形成高应力区，封孔以后会持续产生裂隙，形成漏气通道；三是在使用中因浆料内的水分和空气不能排出，浆料凝固后易在周边形成缝隙和空洞，还必须向孔洞内二次注浆，影响封堵质量，存在不安全因素，影响工作效率、费时费力。

中国专利公告号为CN203640679U，公告日为2014.06.1的实用新型专利公开了一种两堵一注注浆封孔器，针对以上问题进行了改进：其注浆管在形成封孔段的前后两个封堵袋内设置注浆口，进行注浆后的封堵袋严密结实，克服了气体囊袋的缺陷；瓦斯抽放管的管壁外表面用大卡箍固定有一层浆水分离布袋，在布袋包裹的抽放管壁上均布有排气排水孔，有效分离浆料中的水分和空气，避免了二次注浆。但是，该方案也存在缺陷：一是在抽放管壁上设置排气排水孔会对抽放管造成物理损伤，空气和浆液从抽放管内流出也会对管壁形成腐蚀，降低了瓦斯抽放性能，甚至形成安全隐患；二是排水排气孔的大小不易控制，孔径过大，难以做到带压注浆；孔径过小，易堵排水排气不彻底；三是无法实现高压注浆封孔，不能完全封闭钻孔周围的裂隙，裂隙经过渗透最终形成漏气通道。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是提供一种结构合理和使用方便的新型封堵瓦斯抽放孔的注浆式封孔器。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

一种新型封堵瓦斯抽放孔的注浆式封孔器，主要由放置于钻孔中的瓦斯抽放管、位于钻孔内部用于形成封孔段的两个以上的空心圆柱体弹性囊袋以及为所述的封孔段进行注浆封孔的注浆管和回浆管构成，其中，

所述的弹性囊袋套装于所述瓦斯抽放管的外部，其两端通过卡箍与所述瓦斯抽放管密封固定；

所述的回浆管和注浆管分别位于所述的瓦斯抽放管的上部和下部，所述的注浆管穿透位于钻孔外端的弹性囊袋，伸入到位于钻孔内部的弹性囊袋内，所述的回浆管穿透位于钻孔外端的弹性囊袋，在所述封孔段内设置回浆口，所述的注浆管和回浆管均通过卡箍与所述的弹性囊袋密封固定；

所述的注浆管在所述弹性囊袋内和封孔段内均设置注浆口，在位于所述弹性囊袋内的注浆口安装用于防止浆液倒流的单向阀，在所述封孔段内的注浆口安装了用于到达预设压力后爆破溢浆的爆破阀。

构成上述一种新型封堵瓦斯抽放孔的注浆式封孔器的附加技术特征还包括：

——所述的注浆管、回浆管和瓦斯抽放管在相邻的弹性囊袋之间通过法兰或螺纹分段密封连接；

——所述的弹性囊袋在所述的封孔段一侧设置浆液分离布；

——在位于钻孔外部的所述回浆管的端部设置浆液分离器，用于将浆液中多余的液体和空气排出；

——所述的注浆管通过注浆接口与设置压力表的注浆泵连接，所述的回浆管在所述浆液分离器的前端设置密封阀门；

——所述的弹性囊袋为高压弹力胶管，所述的单向阀为单开式薄壁胶管，所述的爆破阀为封闭式薄壁胶管。

本实用新型所提供的一种新型封堵瓦斯抽放孔的注浆式封孔器与现有技术相比，具有以下优点：其一，由于该封孔器的弹性囊袋为空心圆柱体结构，且套装于瓦斯抽放管的外部，其两端通过卡箍与瓦斯抽放管密封固定，可以有效固定瓦斯抽放管的位置，防止在封堵和注浆封孔过程中发生位移；其二，由于该封孔器的回浆管和注浆管分别位于瓦斯抽放管的上部和下部，注浆管穿透位于钻孔外端的弹性囊袋，伸入到位于钻孔内部的弹性囊袋内，回浆管穿透位于钻孔外端的弹性囊袋，在封孔段内设置回浆口，注浆管和回浆管均通过卡箍与所述的弹性囊袋密封固定，可以将封孔段的空气通过回浆管排出，并做到浆料和水分的初步分离；其三，由于该封孔器的注浆管、回浆管和瓦斯抽放管在相邻的弹性囊袋之间通过法兰或螺纹分段密封连接，分体式结构即可以根据需要方便的调整封孔段的长度，又做到了拆装灵活，携带方便；其四，由于该封孔器的弹性囊袋在封孔段一侧设置浆液分离布，可以有效分离浆料中的水分和空气，使封堵更为严密结实，注浆后弹性囊袋可以对钻孔形成有效支护；其五，由于该封孔器在位于钻孔外部的回浆管端部设置浆液分离器，用于将浆液中多余的液体和空气排出，有效分离浆料中的水分和空气，浆料凝固后在周边没有缝隙和空洞，一次注浆封孔提高了工作效率；其六，由于该封孔器的注浆管通过注浆接口与设置压力表的注浆泵连接，回浆管在浆液分离器的前端设置密封阀门，可以进行高压注浆封孔，使浆液压入钻孔壁裂隙，封闭钻孔周围的裂隙，封孔效果大大提升。

附图说明

图1为本实用新型封堵瓦斯抽放孔的注浆式封孔器的结构示意图；

图2为构成本实用新型注浆式封孔器的弹性囊袋的侧面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型所提供的一种新型封堵瓦斯抽放孔的注浆式封孔器的结构和工作原理作进一步的详细说明。

如图1、2所示，为本实用新型所提供的一种新型封堵瓦斯抽放孔的注浆式封孔器的结构示意图。构成该注浆式封孔器的结构主要由放置于钻孔1中的瓦斯抽放管2、位于钻孔1内部用于形成封孔段3的3个空心圆柱体弹性囊袋4以及为封孔段3进行注浆封孔的注浆管5和回浆管6构成，其中，

弹性囊袋4套装于瓦斯抽放管2的外部，其两端通过卡箍7与所述瓦斯抽放管2密封固定；

回浆管6和注浆管5分别位于瓦斯抽放管2的上部和下部，注浆管5穿透位于钻孔1外端的弹性囊袋，伸入到位于钻孔1内部的弹性囊袋内，回浆管6穿透位于钻孔1外端的弹性囊袋，在封孔段3内设置回浆口8，注浆管5和回浆管6均通过卡箍7与弹性囊袋4密封固定；

注浆管5在弹性囊袋4内和封孔段3内均设置注浆口9，在位于弹性囊袋4内的注浆口安装用于防止浆液倒流的单向阀41，在封孔段3内的注浆口安装了用于到达预设压力后爆破溢浆的爆破阀31。

其工作原理为：首先将该注浆式封孔器放入钻孔1，开始注浆后浆液通过注浆管5上的单向阀41注入至弹性囊袋4中，浆液扩张使弹性囊袋4逐渐膨胀为圆柱状，其与钻孔1孔壁的间隙慢慢变小直到与钻孔紧密贴合形成封堵，此时继续注浆，由于弹性囊袋的压力使位于封孔段3内的爆破阀爆31破形成溢浆，浆液注入封孔段3底部，封孔段3内部的气体便通过回浆管6排出孔外，直到钻孔1内的孔隙全部被充填密封，此过程中，由于弹性囊袋4的空心圆柱结构将瓦斯抽放管1紧紧套装固定，不会发生位置改变。

在构成上述一种新型封堵瓦斯抽放孔的注浆式封孔器的结构中，

——为了使得封孔器满足不同封孔段3长度的要求，同时便于下井携带，拆装灵活，上述的注浆管5、回浆管6和瓦斯抽放管2在相邻的弹性囊袋4之间通过法兰或螺纹10分段密封连接；

——上述的弹性囊袋4在封孔段3一侧设置浆液分离布11，可以有效分离浆料中的水分和空气，使封堵更为严密结实，注浆后弹性囊袋4可以对钻孔1形成有效支护；

——为了有效分离封孔浆料中的水分和空气，使浆料凝固后周边没有缝隙和空洞，做到一次注浆实现多层封孔，在位于钻孔1外部的回浆管6的端部设置浆液分离器12，用于将浆液中多余的液体和空气排出；

——上述的注浆管5通过注浆接口与设置压力表13的注浆泵14连接，回浆管6在上述浆液分离器12的前端设置密封阀门15，可以实现高压注浆封孔，注浆泵14向孔内注浆，前期注浆压力控制在0.6MPa，当回浆管6返浆后关闭其前端的密封阀门15进行带压注浆，进而实现多层密闭；压注浆压力达到2.0 MPa，能使浆液压入钻孔壁裂隙，封闭钻孔周围的裂隙，降低其渗透性，起到封堵漏气通道的效果；

——上述的弹性囊袋4为高压弹力胶管，单向阀41为单开式薄壁胶管，爆破阀31为封闭式薄壁胶管，即弹性囊袋4内的注浆口与单开式薄壁胶管连接，由于其一端未被密封，所以不会自我爆破，其作用等同于顺序阀；封孔段3内的注浆口由封闭式薄壁胶管封闭，该处的胶管两端均被密封，在超过设定压力后会自我爆破，该组件制作简单，安装方便。