采煤工作面瓦斯抽采封孔器的制作方法

本实用新型涉及高瓦斯矿井中的瓦斯抽采钻孔封孔器，尤其涉及一种采煤工作面瓦斯抽采封孔器。

背景技术：

随着矿井采深不断延深，深部煤层瓦斯压力与含量不断加大，深部开采高瓦斯与突出煤层比较逐年提高。部分煤层在开采过程中需要在工作面提前预抽瓦斯，降低煤层瓦斯含量，确保工作面安全开采。如果瓦斯的抽取不及时或抽采效果差，将引发很多的矿井瓦斯安全事故。为了保障煤矿工作面开采过程的安全，需要通过抽采技术将煤层的瓦斯含量降低到安全值。

封孔器的工作原理是通过注浆材料的注入，使得注浆材料充满囊袋，进而将抽放管与孔壁之间的缝隙得以密实充填，形成密闭的抽放通道。目前使用的封孔器包括以下四种：

(1)在铁管外围包裹一层橡胶囊袋，利用注水的封堵方式工作。

(2)在pvc管外围包裹一层橡胶囊袋，利用注气的封堵方式工作。

(3)在橡胶软管的外围设有透水保浆囊袋，利用注水泥基浆液的封堵方式工作。

(4)在铁管前端设有硬橡胶锥形结构且不注材料的临时循环使用式瓦斯抽放管。

传统的囊袋式封孔器利用铁管、橡胶软管、pvc管作为封孔器抽放管，再利用橡胶囊袋、软质橡胶、渗透透水保浆囊袋封堵部件，以及通过注水、注气、注浆封堵方式实现。目前矿井瓦斯封孔器多为穿层底板或本煤层抽采用封孔器，针对工作面临时抽放的封孔器研发与研究相对较少，随着矿井采深延深，煤层瓦斯压力变大，有些工作面需要在开采前再工作面进行预抽放，确保采煤前工作面瓦斯压力降到规定值以下，常规的底板或本煤层瓦斯抽采封孔器用于工作面临时抽放具有以下缺点：

(1)产品设计结果复杂，适用于底板穿层钻孔和本煤层钻孔抽放但不使用于工作面临时抽放；

(2)抽采管距钻孔孔底易受煤屑堵塞影响抽采效果；

(3)注浆管单独捆绑，安装繁琐，容易脱落；囊袋长度若较短，则难以保障钻孔孔壁塌孔后的封孔性能；

(4)采用的抽放管材料如铁管类过于笨重，不利于矿井下的操作；而普通塑胶材料防腐性较差且在矿井下安全性不高；

(5)产品不能循环使用，多为一次性安装无法取出，滞留工作面内影响采煤机割煤，且一次性使用成本较高。

技术实现要素：

实用新型目的：本实用新型提供一种采煤工作面瓦斯抽采封孔器，以克服现有技术存在的不足，解决现有设备花费大量人力、时间和资金浪费的问题。

技术方案：本实用新型采煤工作面瓦斯抽采封孔器，包括封堵盖、抽放主管、抽放副管、透水保浆囊袋和倒锥形橡胶管；

抽放主管一端与封堵盖密封连接，抽放主管另一端与抽放副管通过倒锥形橡胶管密封连接；抽放主管表面分布有抽放孔；

抽放副管外围包裹有透水保浆囊袋，抽放副管内置有双层管，双层管上分布有出浆孔。

透水保浆囊袋表面设有透水阻浆孔，该阻浆孔的尺寸为，注浆时水分通过压力流出，但是注浆的颗粒材料不流出。

抽放副管的出浆孔上设有阻止浆液回流的逆流阀。

倒锥形橡胶管的一端通过固定接头与抽放副管连接。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

(1)本实用新型封孔器为循环利用式，结构简单、快速多次反复使用且操作简便，有效降低了人工劳动力。

(2)本实用新型采用内置半截双层管，使产品结构简化，半截双层管的使用使得其安全性得到保障；此外，节省材料的同时降低了产品的成本。

(3)本实用新型耐磨性强，密封性能好。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为抽放主管结构示意图；

图3为倒锥形橡胶管结构示意图；

图4为抽放副管结构示意图；

图5为本实用新型工作方法图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型采煤工作面瓦斯抽采封孔器包括封堵盖6、抽放主管1、倒锥形橡胶管4、抽放副管2、护袖式透水保浆囊袋3和固定接头5。

如图2所示，抽放主管1的端部与封堵盖6直插连接。与抽放主管1连接的一端为倒锥形橡胶管4，利用螺纹型接口与倒锥形橡胶管4相接，并用固定接头5将倒锥形橡胶管4固定。

在现场按接时抽放主管1的前端和封堵盖6的后端涂抹胶水，以起到密封和粘接作用。

抽放主管1为铁管，内径28mm，外径30mm，管壁厚2mm，长度为0.3～0.8m。抽放主管1的管壁表面四周分布若干圆形抽放孔7，抽放孔7直径为0.2cm。

如图3所示，倒锥形橡胶管4的另一端通过固定接头5与抽放副管2固定。

抽放副管2为pvc管，长度为0.6～1.0m，其结构为内置半截双层管11，抽放副管2的内径48mm，外径50mm；内置半截双层管11内径14mm，外径16mm。

如图4所示，抽放副管2的外围包裹护袖式透水保浆囊袋3。护袖式透水保浆囊袋3为阻燃抗静电透水保浆囊袋，其表面有透水保浆囊袋透水阻浆孔，注浆时水分通过压力流出，但是注浆的颗粒材料不流出。

抽放副管2中内置半截双层管11上分布出浆孔8，出浆孔8为圆形孔，直径为0.51cm。

在抽放副管2上出浆孔8外侧设有逆流阀9，逆流阀9在压力作用下，允许注浆时浆液流入透水保浆囊袋而停止注浆时阻止浆液回流。

抽放副管2的另一端安装快速按接口12。

如图5所示，本实用新型采煤工作面瓦斯抽采封孔器工作时，方法如下：

(1)首先利用钻机在工作面煤层指定位置开掘设定深度的钻孔，采用扫孔器将钻孔内的煤屑吹扫干净。

(2)根据钻孔深度选择一节主抽放管1与一节副抽放管2，该主抽放管和副抽放管提前拼接好并套设好护袖式透水保浆囊袋3；将其按照附图1所示进行安装。

(3)将封孔器安装完成后，将封孔器一端推至孔底，另一端停留在孔口处。

(4)如图5所示，将引流管一端与快速按接口12相连，引流管另一端与隔膜泵相连，在距离隔膜泵外侧端0.5m处的引流管上设置泵压表，连接管一端设置于浆液槽中，连接管另一端与隔膜泵相连，将隔膜泵的泵压值调至标准泵压值，然后均匀注浆直至隔膜泵停止后，先关闭，然后再开启，继续注浆1min。

(5)将快速按接口12与引流管断开，浆液进入快速按接口12后进入抽放副管2，随后通过抽放副管2进入抽放主管的出浆口8进入护袖式透水保浆囊袋3，并且逐渐将注浆透水保浆囊袋3充满。

(6)此时，在注浆压力的作用下使得逆流阀9打开，阻止浆液回流，完成整个过程。

技术特征：

1.一种采煤工作面瓦斯抽采封孔器，其特征在于：包括封堵盖(6)、抽放主管(1)、抽放副管(2)、透水保浆囊袋(3)和倒锥形橡胶管(4)；

所述抽放主管一端与封堵盖密封连接，所述抽放主管另一端与抽放副管通过倒锥形橡胶管(4)密封连接；所述抽放主管表面分布有抽放孔(7)；

所述抽放副管外围包裹有透水保浆囊袋，所述抽放副管内置有双层管(11)，所述双层管上分布有出浆孔(8)。

2.根据权利要求1所述的采煤工作面瓦斯抽采封孔器，其特征在于：所述透水保浆囊袋表面设有透水阻浆孔。

3.根据权利要求1所述的采煤工作面瓦斯抽采封孔器，其特征在于：所述抽放副管的出浆孔上设有阻止浆液回流的逆流阀(9)。

4.根据权利要求1所述的采煤工作面瓦斯抽采封孔器，其特征在于：所述倒锥形橡胶管的一端通过固定接头与抽放副管连接。

5.根据权利要求1所述的采煤工作面瓦斯抽采封孔器，其特征在于：所述抽放主管与倒锥形橡胶管通过螺纹连接。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的采煤工作面瓦斯抽采封孔器，其特征在于：所述透水保浆囊袋为双层护袖式透水保浆囊袋。

技术总结
本实用新型公开了一种采煤工作面瓦斯抽采封孔器，该封孔器包括封堵盖、抽放主管、抽放副管、透水保浆囊袋和倒锥形橡胶管；抽放主管一端与封堵盖密封连接，抽放主管另一端与抽放副管通过倒锥形橡胶管密封连接；抽放主管表面分布有抽放孔；抽放副管外围包裹有透水保浆囊袋，抽放副管内置有双层管，双层管上分布有出浆孔。透水保浆囊袋表面设有透水阻浆孔，注浆时水分通过压力从阻浆孔流出，抽放副管的出浆孔上设有阻止浆液回流的逆流阀。本实用新型结构简单、快速多次反复使用且操作简便，通过循环利用降低了成本；且采用内置双层管，使产品结构简化，降低了工作面煤层瓦斯压力及含量，保证工作面安全生产。

技术研发人员：殷伟;王强;汤云昕;孟庆莲;倪孙鹏;胡海彬;孙文杰;孙雅
受保护的技术使用者：淮阴工学院;江苏创导信息科技有限公司
技术研发日：2020.07.31
技术公布日：2021.03.19