煤矿井下钻孔用聚氨酯长距离快速定点封孔装置的制造方法
【专利摘要】煤矿井下钻孔用聚氨酯长距离快速定点封孔装置，包括支腿、注料桶、桶盖、压风连接管、给料漏斗、无动力管道混合器、第一聚氨酯发泡袋、第二聚氨酯发泡袋、测压或抽采管、第一注料管、第二注料管和注浆管；桶盖水平设在注料桶顶部，注料桶内竖直设有将注料桶内部分隔为a料存储室和b料存储室的隔板，压风连接管和两个给料漏斗均设在桶盖上，无动力管道混合器上端设在注料桶底部中心处，无动力管道混合器的进口分别与a料存储室和b料存储室连通。本实用新型能大幅度减少工人的劳动强度，且具有重量轻、携带方便、操作简单等优点；在封孔工作结束后，去掉注料桶内的塑料薄膜即可，免除了清洗注料桶的工序，方便快捷。
【专利说明】
煤矿井下钻孔用聚氨酯长距离快速定点封孔装置
技术领域
[0001]本实用新型属于煤矿安全生产技术领域，具体涉及一种煤矿井下钻孔用聚氨酯长距离快速定点封孔装置。
【背景技术】
[0002]钻孔封孔工作是煤矿瓦斯治理最基本的工作之一，该工作涉及到煤层瓦斯压力的准确测定和瓦斯抽采效果等。煤层瓦斯压力的大小，可以反映煤层瓦斯含量大小、瓦斯涌出量的高低和煤与瓦斯突出危险性的大小等，为矿井制定瓦斯防治措施提供基础参数;在瓦斯抽采过程中，若封孔质量差，会造成钻孔漏气严重，瓦斯抽采效果差、抽采达标周期长、加剧矿井“抽-掘-采”平衡等问题，且会造成抽采瓦斯浓度过低，达不到瓦斯合理利用的标准，不得不将低浓度瓦斯直接排放到大气，这不但造成清洁能源的巨大浪费，还会对大气造成严重污染。因此，无论从瓦斯灾害防治、保护环境，还是从资源利用的角度出发，保证良好的封孔质量都具有重要意义。
[0003]当前井下广泛采用的聚氨酯封孔，是在孔外将聚氨酯a料和b料混合后，倒洒在棉纱等材料上，然后随测压管(抽放管)上直接送入钻孔内。这种方法要求工人在极短的时间内将聚氨酯封孔材料送到封孔段，操作步奏繁琐，工作量大，且由于操作时间紧，往往造成聚氨酯无法送入钻孔较深部位，也无法实现长距离定点封孔;此外，往往由于现场工人徒手加a料和b料，使得a料和b料配比不合适，也会影响聚氨酯发泡效果，降低封孔质量;封孔时若工人操作不及时，或者操作过程中出现故障，致使封孔时间较长，导致聚氨酯提前发泡，也无法实现长距离定点封孔，且会造成封孔质量不理想;在封孔过程中，聚氨酯a料和b料混合液可能会流出钻孔，工人需要采用手工作业方式堵塞流出的聚氨酯而直接接触聚氨酯这种化学物质，会给身体带来一定的伤害。
[0004]综上所述，由于现有聚氨酯封孔装置和方法无法实现长距离、定点、快速封孔，从而大大降低了该方法的推广应用，亟需寻求一种新的装置和方法解决现有聚氨酯封孔方法存在的冋题。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种能提高钻孔封孔质量、为准确测定煤层瓦斯压力、确保瓦斯抽采效果提供保证的煤矿井下钻孔用聚氨酯长距离快速定点封孔装置。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案:煤矿井下钻孔用聚氨酯长距离快速定点封孔装置，包括支腿、注料桶、桶盖、压风连接管、给料漏斗、无动力管道混合器、第一聚氨酯发泡袋、第二聚氨酯发泡袋、测压或抽采管、第一注料管、第二注料管和注浆管;注料桶设在支腿上，注料桶底部呈上粗下细的圆锥形结构，桶盖水平设在注料桶顶部，桶盖下表面与注料桶上端面之间设有密封圈，注料桶内竖直设有将注料桶内部分隔为a料存储室和b料存储室的隔板，隔板上端边沿与桶盖下表面之间具有间隙，给料漏斗设有两个，压风连接管和两个给料漏斗均设在桶盖上，压风连接管设在桶盖中心并与注料桶内部连通，一个给料漏斗下端与a料存储室连通，另一个给料漏斗下端与b料存储室连通，无动力管道混合器上端设在注料桶底部中心处，无动力管道混合器的进口分别与a料存储室和b料存储室连通；
[0007]第一聚氨酯发泡袋和第二聚氨酯发泡袋均设置在钻孔一定深度内，第一聚氨酯发泡袋位于第二聚氨酯发泡袋的外侧，第一注料管的内端口沿钻孔伸入到第一聚氨酯发泡袋内，第二注料管的内端口沿钻孔伸入到第二聚氨酯发泡袋内，注浆管的内端口沿钻孔伸入至IJ第一聚氨酯发泡袋和第二聚氨酯发泡袋之间的钻孔内，测压或抽采管的内端口沿钻孔伸入到第二聚氨酯发泡袋内侧的钻孔内；
[0008]无动力管道混合器的出口连接有输料胶管，输料胶管的出口通过快速接头分别与第一注料管和第二注料管快速连接。
[0009]与a料存储室连通的给料漏斗上设有第一阀门，与b料存储室连通的给料漏斗上设有第二阀门，压风连接管上设有第三阀门，输料胶管上设有第四阀门。
[0010]采用本实用新型进行长距离快速定点封孔的方法，包括以下步骤:
[0011](I)、将待封钻孔清理干净，并将孔内的浮煤和岩肩吹出；
[0012](2)、根据瓦斯测压或瓦斯抽采工作对封孔长度、始封深度相关参数的要求，确定第一聚氨酯发泡袋和第二聚氨酯发泡袋的合理位置以及第一注料管和第二注料管的长度，将第一聚氨酯发泡袋、第二聚氨酯发泡袋、第一注料管、第二注料管和注浆管一同固定在测压或抽采管的相应位置，然后一起送入到钻孔内指定位置；
[0013](3)、在注料桶的内壁贴上塑料薄膜，然后在注料桶内安装好高度适中的隔板，将桶盖和注料桶通过带有密封圈的丝扣密封连接，由带有第三阀门的压风连接管连接井下压风系统，为聚氨酯a料和b料均匀混合、输送提供动力；
[0014](4)、在注料桶底部安装上无动力管道混合器、用输料胶管将无动力管道混合器与第一注料管及第二注料管相连接，然后操控煤矿井下的压风系统对注料桶的密封性进行试验，保证密封性良好；
[0015](5)、通过带有第一阀门的给料漏斗将聚氨酯a料注入到a料存储室内、通过带有第二阀门的给料漏斗将聚氨酯b料注入到b料存储室内，关闭第一阀门和第二阀门；
[0016](6)、依次打开第三阀门和第四阀门，由压风系统提供输送动力，注料桶内的聚氨酯a料和聚氨酯b料被同时压入到无动力管路混合器内进行均匀混合，无动力管路混合器采用螺旋叶片混合结构，混合均匀的聚氨酯a料和聚氨酯b料通过第一注料管和第二注料管分别输送到钻孔指定深度的第一聚氨酯发泡袋和第二聚氨酯发泡袋中，第一聚氨酯发泡袋和第二聚氨酯发泡袋快速发泡膨胀;在一定的膨胀压力作用下，第一聚氨酯发泡袋和第二聚氨酯发泡袋膨胀分别与孔壁之间达到良好接触，最大限度的提高封孔质量，实现聚氨酯的长距离快速定点封孔;聚氨酯a料和聚氨酯b料混合液输出量及输出速度由第三阀门和第四阀门共同进行控制；
[0017](7)、注料完成后，依次关闭第三阀门和第四阀门，并将输料胶管分别与第一注料管和第二注料管断开，防止输送到位的聚氨酯a料和b料混合液顺着第一注料管和第二注料管流出；待聚氨酯封孔完成后，快速将注料桶中的塑料薄膜取出，再次将桶盖与注料桶密封连接，然后迅速打开第一阀门和第二阀门，分别从两个给料漏斗钟加入适量水后将第一阀门和第二阀门关闭，然后依次打开第三阀门和第四阀门，利用压风动力冲洗残留在无动力管路混合器和输料胶管中的聚氨酯，防止聚氨酯发泡堵塞管路，以备下次使用；
[0018](8)、进行聚氨酯封孔后，通过注浆管用水泥砂浆对第一聚氨酯发泡袋和第二聚氨酯发泡袋之间的封孔空间进行带压封孔；
[0019](9)、全部封孔完成后，通过测压或抽采管对钻孔内部进行测压或瓦斯抽采作业。
[0020]采用上述技术方案，本实用新型具有以下技术效果:
[0021 ] 1、桶盖是通过带有第三阀门的压风连接管连接井下压风系统，为输送聚氨酯a料和b料混合液提供动力，以实现长距离快速封孔。
[0022]2、桶盖是通过带有第一阀门和第二阀门的给料漏斗将聚氨酯a料和b料分别同时快速倒入注料桶内a料存储室和b料存储室中的。
[0023]3、注料桶底端螺纹连接有金属管，金属管下端设有一个无动力管道混合器，以实现聚氨酯a料和b料的快速均匀搅拌。
[0024]4、无动力管道混合器下部的输料胶管上设有一个控制注料的第四阀门，第四阀门用以控制聚氨酯混合液的输送。
[0025]5、在抽采或测压管上根据封孔长度的需要确定第一聚氨酯发泡袋和第二聚氨酯发泡袋的位置，然后根据其位置确定注料管的长度，用以实现长距离定点封孔。
[0026]6、聚氨酯a料和b料是在压风动力作用下，在桶盖、注料桶、输料胶管、第一注料管或第二注料管的连接密闭空间中，通过无动力管道混合器的混合均匀搅拌，然后被输送到第一聚氨酯发泡袋和第二聚氨酯发泡袋中。
[0027]综上所述，本实用新型提供的煤矿用聚氨酯长距离快速定点封孔装置是通过各个零部件之间的相互衔接作用，来实现聚氨酯长距离快速定点高效封孔的。其有益效果为:一、可实现聚氨酯材料长距离快速定点封孔;二、隔板的设置使注料桶内聚氨酯a料和b料相互隔离，不会相互接触而提前发泡，且由于塑料薄膜的存在，免除了清洗注料桶的工序，方便快捷;三、整套设备操作简单，降低工人的劳动强度，缩短封孔时间，提高封孔效率；四、聚氨酯a料和b料配比合理，且在无动力管道混合器的作用下搅拌均匀，减少聚氨酯的浪费，降低封孔成本;五、混合和输送聚氨酯的空间是密闭的，降低了由于直接接触化学物质对人体带来的伤害。
【附图说明】
[0028]图1是本实用新型的结构不意图。
【具体实施方式】
[0029]如图1所示，本实用新型的煤矿井下钻孔用聚氨酯长距离快速定点封孔装置，包括支腿1、注料桶2、桶盖3、压风连接管4、给料漏斗5、无动力管道混合器6、第一聚氨酯发泡袋
7、第二聚氨酯发泡袋8、测压或抽采管11、第一注料管9、第二注料管10和注浆管12;注料桶2设在支腿I上，注料桶2底部呈上粗下细的圆锥形结构，桶盖3水平设在注料桶2顶部，桶盖3下表面与注料桶2上端面之间设有密封圈13，注料桶2内竖直设有将注料桶2内部分隔为a料存储室和b料存储室的隔板14，隔板14上端边沿与桶盖3下表面之间具有间隙，给料漏斗5设有两个，压风连接管4和两个给料漏斗5均设在桶盖3上，压风连接管4设在桶盖3中心并与注料桶2内部连通，一个给料漏斗5下端与a料存储室连通，另一个给料漏斗5下端与b料存储室连通，无动力管道混合器6上端设在注料桶2底部中心处，无动力管道混合器6的进口分别与a料存储室和b料存储室连通。
[0030]第一聚氨酯发泡袋7和第二聚氨酯发泡袋8均设置在钻孔15内，第一聚氨酯发泡袋7位于第二聚氨酯发泡袋8的外侧，第一注料管9的内端口沿钻孔15伸入到第一聚氨酯发泡袋7内，第二注料管10的内端口沿钻孔15伸入到第二聚氨酯发泡袋8内，注浆管12的内端口沿钻孔15伸入到第一聚氨酯发泡袋7和第二聚氨酯发泡袋8之间的钻孔15内，测压或抽采管11的内端口沿钻孔15伸入到第二聚氨酯发泡袋8内侧的钻孔15内。
[0031]无动力管道混合器6的出口连接有输料胶管16，输料胶管16的出口通过快速接头分别与第一注料管9和第二注料管10快速连接。
[0032]与a料存储室连通的给料漏斗5上设有第一阀门17，与b料存储室连通的给料漏斗5上设有第二阀门18，压风连接管4上设有第三阀门19，输料胶管16上设有第四阀门20。
[0033]煤矿井下钻孔用聚氨酯长距离快速定点封孔装置的长距离快速定点封孔方法，包括以下步骤:
[0034](1)、将待封钻孔15清理干净，并将孔内的浮煤和岩肩吹出；
[0035](2)、根据瓦斯测压或瓦斯抽采工作对封孔长度、始封深度相关参数的要求，确定第一聚氨酯发泡袋7和第二聚氨酯发泡袋8的合理位置以及第一注料管9和第二注料管10的长度，将第一聚氨酯发泡袋7、第二聚氨酯发泡袋8、第一注料管9、第二注料管10和注浆管12一同固定在测压或抽采管11的相应位置，然后一起送入到钻孔15内指定位置；
[0036](3)、在注料桶2的内壁贴上塑料薄膜，然后在注料桶2内安装好高度适中的隔板14，将桶盖3和注料桶2通过带有密封圈13的丝扣密封连接，由带有第三阀门19的压风连接管4连接井下压风系统，为聚氨酯a料和b料均匀混合、输送提供动力；
[0037](4)、在注料桶2底部安装上无动力管道混合器6、用输料胶管16将无动力管道混合器6与第一注料管9及第二注料管10相连接，然后操控煤矿井下的压风系统对注料桶2的密封性进行试验，保证密封性良好；
[0038](5)、通过带有第一阀门17的给料漏斗5将聚氨酯a料注入到a料存储室内、通过带有第二阀门18的给料漏斗5将聚氨酯b料注入到b料存储室内，关闭第一阀门17和第二阀门18；
[0039](6)、依次打开第三阀门19和第四阀门20，由压风系统提供输送动力，注料桶2内的聚氨酯a料和聚氨酯b料被同时压入到无动力管路混合器内进行均匀混合，无动力管路混合器采用螺旋叶片混合结构，混合均匀的聚氨酯a料和聚氨酯b料通过第一注料管9和第二注料管10分别输送到钻孔15指定深度的第一聚氨酯发泡袋7和第二聚氨酯发泡袋8中，第一聚氨酯发泡袋7和第二聚氨酯发泡袋8快速发泡膨胀;在一定的膨胀压力作用下，第一聚氨酯发泡袋7、第二聚氨酯发泡袋8膨胀分别与孔壁之间达到良好接触，最大限度的提高封孔质量，实现聚氨酯的长距离快速定点封孔;聚氨酯a料和聚氨酯b料混合液输出量及输出速度由第三阀门19和第四阀门20共同进行控制；
[0040](7)、注料完成后，依次关闭第三阀门19和第四阀门20，并将输料胶管16分别与第一注料管9和第二注料管10断开，防止输送到位的聚氨酯a料和b料混合液顺着第一注料管9和第二注料管10流出；待聚氨酯封孔完成后，快速将注料桶2中的塑料薄膜取出，再次将桶盖3与注料桶2密封连接，然后迅速打开第一阀门17和第二阀门18，分别从两个给料漏斗5钟加入适量水后将第一阀门17和第二阀门18关闭，然后依次打开第三阀门19和第四阀门20，利用压风动力冲洗残留在无动力管路混合器和输料胶管16中的聚氨酯，防止聚氨酯发泡堵塞管路，以备下次使用；
[0041](8)、进行聚氨酯封孔后，通过注浆管12用水泥砂浆对第一聚氨酯发泡袋7和第二聚氨酯发泡袋8之间的封孔空间进行带压封孔；
[0042](9)、全部封孔完成后，按照国家安全生产监督管理总局颁布的《煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法》(AQ/T1047-2007)通过测压或抽采管11对钻孔15内部进行测压或瓦斯联抽作业。
[0043]以上实施例仅用以说明而非限制本实用新型的技术方案，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【主权项】
1.煤矿井下钻孔用聚氨酯长距离快速定点封孔装置，其特征在于:包括支腿、注料桶、桶盖、压风连接管、给料漏斗、无动力管道混合器、第一聚氨酯发泡袋、第二聚氨酯发泡袋、测压或抽采管、第一注料管、第二注料管和注浆管;注料桶设在支腿上，注料桶底部呈上粗下细的圆锥形结构，桶盖水平设在注料桶顶部，桶盖下表面与注料桶上端面之间设有密封圈，注料桶内竖直设有将注料桶内部分隔为a料存储室和b料存储室的隔板，隔板上端边沿与桶盖下表面之间具有间隙，给料漏斗设有两个，压风连接管和两个给料漏斗均设在桶盖上，压风连接管设在桶盖中心并与注料桶内部连通，一个给料漏斗下端与a料存储室连通，另一个给料漏斗下端与b料存储室连通，无动力管道混合器上端设在注料桶底部中心处，无动力管道混合器的进口分别与a料存储室和b料存储室连通； 第一聚氨酯发泡袋和第二聚氨酯发泡袋均设置在钻孔一定深度内，第一聚氨酯发泡袋位于第二聚氨酯发泡袋的外侧，第一注料管的内端口沿钻孔伸入到第一聚氨酯发泡袋内，第二注料管的内端口沿钻孔伸入到第二聚氨酯发泡袋内，注浆管的内端口沿钻孔伸入到第一聚氨酯发泡袋和第二聚氨酯发泡袋之间的钻孔内，测压或抽采管的内端口沿钻孔伸入到第二聚氨酯发泡袋内侧的钻孔内； 无动力管道混合器的出口连接有输料胶管，输料胶管的出口通过快速接头分别与第一注料管和第二注料管快速连接。2.根据权利要求1所述的煤矿井下钻孔用聚氨酯长距离快速定点封孔装置，其特征在于:与a料存储室连通的给料漏斗上设有第一阀门，与b料存储室连通的给料漏斗上设有第二阀门，压风连接管上设有第三阀门，输料胶管上设有第四阀门。
【文档编号】E21F7/00GK205445544SQ201620233018
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月24日
【发明人】程小庆, 柯巍, 袁军伟, 杨宏民, 安丰华
【申请人】河南理工大学