本发明具体涉及一种多级承压式渗透型封孔方法及装置，属于煤炭开采技术领域。
背景技术：
煤矿瓦斯抽采时的封孔质量决定了瓦斯的抽采程度。随着技术的进步，目前逐渐采用"两堵一注"封孔法，具体原理是：先在封孔段的两端用囊袋注浆膨胀后进行封堵，，再通过注浆管对两端囊袋封堵段之间的钻孔段进行注浆，在注浆压力的作用下，浆液向钻孔壁渗透并填充钻孔周围裂缝。
“两堵一注”带压注浆方法的优点是实现了钻孔壁注浆，浆液固结后支护钻孔，从理论上讲，如果注浆压力足够大，浆液在膨胀力的作用下进入钻孔壁裂隙进行封堵，凝固后的注浆材料的膨胀力可以接近地应力，可以使钻孔封孔段周围形成高应力区，减少漏气通道，提高封孔段的密闭性。
所以，注浆压力决定了注浆封孔的质量。但传统的“两堵一注”封孔方法由于两端用囊袋封孔，仅依靠囊袋与钻孔侧壁的摩擦阻力进行封堵，强度较低，且囊袋与钻孔侧壁存在泄漏缝隙，因而无法支撑较大的注浆压力。上述原因限制了“两堵一注”法进一步提高封孔质量。
技术实现要素：
为了提高煤矿瓦斯抽采措施的封孔质量，减少由于瓦斯抽采不足导致的煤矿煤与瓦斯突出等事故的发生，本发明提供了一种多级承压式渗透型封孔方法，具体包括以下步骤：
1）在钻孔的待封堵位置进行多段膨胀封孔，膨胀封孔的段数不小于四段，相邻膨胀封孔段之间留设渗透封孔段；
2）对渗透封孔段进行多级间隔式注浆，在上一级注浆的渗透封孔段之间留设下一级注浆的渗透封孔段；在上一级注浆完成后，再进行下一级注浆；下一级注浆的压力大于上一级注浆的压力；
3）当最终一级注浆的渗透封孔段的注浆压力达到预定值后，完成封孔。
进一步的，步骤2）中下一级注浆的压力较上一级注浆的压力大0.3~0.6mpa。
进一步的，步骤3）中最终一级注浆的压力值为1.5~2.0mpa。
进一步的，步骤1）中膨胀封孔的段数为4段，步骤2）中在对两端的渗透封孔段进行一级注浆后，再对中间的渗透封孔段进行二级注浆；所述一级注浆的压力为1.0~1.5mpa，二级注浆的压力为1.5~2.0mpa。
进一步的，步骤2）中在对两端的渗透封孔段进行一级注浆之前，先对中间的渗透封孔段进行预注浆，预注浆的压力为0.8~1.0mpa。
本发明的封孔方法通过多级注浆，由于上一级注浆的渗透封孔段可以预先形成较为坚固的封堵段，因而在其形成的封堵段之间进行下一级注浆时可以大幅提高注浆压力，从而增强浆液沿钻孔侧壁缝隙的渗透程度，减少漏气通道，提高封孔段的密闭性。
为实现上述封孔方法，本发明进一步提供了一种多级承压式渗透型封孔装置，包括套设于主管体上的多个囊袋，各囊袋之间留设有间距；所述主管体上设有与各囊袋贯通的注浆管，所述注浆管在各囊袋之间的位置均设有爆破阀；所述囊袋包括位于两端的密封段和位于中间的渗透段。
进一步的，所述囊袋包括位于内层的渗透型袋体，在渗透型袋体的两端覆盖有密封层。
进一步的，所述囊袋有两个。
进一步的，所述囊袋的总长度为0.8~1.2m，位于中间的渗透段的长度为0.3~0.5m。
该封孔装置通过对传统囊袋的结构进行重新设计，在传统囊袋的基础上增加中间渗透段，使囊袋既具有原来的膨胀封堵作用，同时具有渗透作用。通过对渗透型袋体的材料选择，可以控制其渗透压力，当囊袋的渗透压力高于或低于囊袋之间注浆管爆破阀的极限压力时，既可以实现本发明所要保护的多级承压式渗透型封孔方法。
本发明可以解决煤矿瓦斯抽采浓度低的问题，实现矿井抽采钻孔高浓度高质量的瓦斯抽采，促进煤层数以万亿吨煤层气的综合开采利用，保证煤矿安全高效的开采，实现煤与瓦斯共采的生产趋势。针对三软煤层易塌孔、煤体松软、透气性差等特点，改进传统两堵一注封孔工艺缺点和不足，采用多级承压式注浆封孔技术，可以有效提高煤矿瓦斯抽采效果，缩短抽采达标时间，保证安全生产。
附图说明
图1为本发明中封孔装置的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
一种多级承压式渗透型封孔方法，具体包括以下步骤：
1）在钻孔的待封堵位置进行多段膨胀封孔，膨胀封孔的段数不小于四段，相邻膨胀封孔段之间留设渗透封孔段；
2）对渗透封孔段进行多级间隔式注浆，在上一级注浆的渗透封孔段之间留设下一级注浆的渗透封孔段；在上一级注浆完成后，再进行下一级注浆；下一级注浆的压力大于上一级注浆的压力；
3）当最终一级注浆的渗透封孔段的注浆压力达到预定值后，完成封孔。
作为优选方案，本实施例是采用两级注浆压力进行承压式渗透型封孔，具体为，步骤1）中膨胀封孔的段数为4段，在膨胀封孔段之间设有3段渗透封孔段，其中以位于中间的渗透封孔段为主，以位于两端的渗透封孔段为辅，因此中间的渗透封孔段预留较长，可以按传统的两堵一注法确定其长度。步骤2）中在对两端的渗透封孔段进行一级注浆后，再对中间的渗透封孔段进行二级注浆；所述一级注浆的压力为1.0~1.5mpa，二级注浆的压力为1.5~2.0mpa。
另外，为进一步提高封孔效率，步骤2）中在对两端的渗透封孔段进行一级注浆之前，先对中间的渗透封孔段进行预注浆，预注浆的压力为0.8~1.0mpa。预注浆采用低成本的充填型材料，预先对孔内空间进行充填，并对大孔隙和孔洞进行封堵；后续注浆采用高渗透性材料，可以对微小裂隙和动态裂隙实现封堵，提高封堵效果。
实施例2
如图1所示，一种多级承压式渗透型封孔装置，包括套设于主管体1上的两个囊袋2，两个囊袋之间的间距根据封孔段的长度进行确定；主管体1上设有与各囊袋贯通的注浆管4，注浆管4在两个囊袋之间的位置设有爆破阀3；囊袋2包括位于两端的密封段和位于中间的渗透段。所述囊袋2包括位于内层的渗透型袋体2a，在渗透型袋体2a的两端覆盖有密封层2b，由密封层2b覆盖的部位为密封段，未覆盖的部位为渗透段。根据实际使用效果，囊袋2的总长度优选为0.8~1.2m，位于中间的渗透段的长度优选为0.3~0.5m。
在使用时，通过注浆管对囊袋内进行注浆，在压力低于渗透型袋体的渗透压力时，该囊袋整体膨胀，起到传统“两堵一注”封孔法中的预封堵作用。本实施例中，渗透型袋体采用帆布材质，密封层可采用橡胶材质，其渗透压力控制在1.3mpa左右，注浆管爆破阀的极限压力设置为0.9mpa左右。当注浆压力达到0.9mpa以上，爆破阀首先打开，两囊袋中间先进行注浆，当压力达到1.3mpa以上时，囊袋的渗透段开始渗透浆液，起到渗透封孔的效果，增强两端的封堵效果，可以保证对两囊袋中间的主渗透段继续提高注浆压力。