本发明属于煤矿瓦斯抽采钻孔技术领域，尤其涉及一种充气式钻孔封孔段残渣清理装置及其使用方法。
背景技术：
煤矿井下瓦斯抽采钻孔的封孔质量一直是决定钻孔抽采瓦斯效果的重要因素之一，现场调研发现：在钻孔封孔段区域残余的煤渣极大的降低了钻孔的封孔质量。因而，尽可能的清除钻孔封孔段区域的残余煤渣，是增强封孔质量、提高瓦斯抽采效果的一种有效途径。
目前，国内公知的钻孔除渣方法主要包括：水力排渣、风力排渣、螺旋动力排渣及混合排渣方法，在岩孔施工中能有效的排出打钻过程中产生的废渣，但在煤孔施工中，遇到松软煤层或煤体应力集中区域，上述除渣方法在施工后钻孔内常会出现孔内残渣无法清理干净或残渣过多现象；钻孔内残渣阻碍封孔装置的正常插入，残渣过多时甚至会导致封孔装置无法插入指定位置；封孔完成后，封孔段的残渣内的裂隙贯穿钻孔内外空间，形成导气通道，降低封孔质量；所以需要设计一种能在钻孔封孔工作进行前，进一步清理钻孔封孔段残渣的除渣装置，降低封孔段残渣对封孔质量的影响。
技术实现要素：
本发明所解决现有技术中存在的技术问题是针对封孔段残渣降低封孔质量的问题，本发明提供充气式钻孔封孔段残渣清理装置及其使用方法，以实现封孔段残渣的有效清理、封孔漏气通道的部分消除，提高钻孔的封孔质量和瓦斯抽采效果。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种充气式钻孔封孔段残渣清理装置，包括导向装置、膨胀装置、充气装置、排气装置、导杆，所述膨胀装置位于充气装置和排气装置之间，导向装置位于排气装置的前端，导杆与膨胀装置通过锲形螺纹接口相连，充气装置通过充气插头与风管相连。
进一步，所述导向装置呈圆锥体，导向装置侧面布置导向槽。
进一步，所述膨胀装置由厚壁钢管、膨胀套、气室、进气口、进气通道、止回阀、排气口、橡胶塞、卡箍组成，厚壁钢管的内部为进气通道，进气口位于厚壁钢管中部，排气口位于厚壁钢管的前部，止回阀套在进气口处的厚壁钢管外，膨胀套呈圆筒形且内部中空，膨胀套的前后两端通过卡箍紧压在厚壁钢管的外壁上，膨胀套内周和厚壁钢管外周所形成的密封空间为气室，进气口和排气口之间的通道通过橡胶塞封堵，厚壁钢管的末端通过橡胶塞封堵。
进一步，所述的充气装置由充气口、充气嘴、充气管、压环、充气压力表、充气开关、充气插头组成，充气口位于厚壁钢管末端，充气嘴呈L形管状，充气嘴通过螺纹与充气口相连，压环呈管状，充气管通过压环固定在充气嘴一端的外侧，充气插头呈不规则半径的管状，充气插头与充气管的末端相连，充气压力表位于靠近充气管末端处，充气开关位于充气压力表与充气插头之间。
进一步，所述排气装置由排气通道、排气孔、排气开关、排气门组成，排气孔呈圆孔状位于厚壁钢管的前端，排气通道为厚壁钢管前部中空的柱状通道，排气开关呈不规则半径的圆柱体，排气开关的下部管状中空且外周布有螺纹，排气开关的最下部设有矩形排气门，排气开关通过螺纹与排气孔相连。
进一步，所述导向装置末端与厚壁钢管前端通过焊接方式紧密连接。
进一步，所述膨胀套外周布置网格状花纹。
一种利用上述充气式钻孔封孔段残渣清理装置清理残渣的方法，其特征是按如下步骤进行：第一步，充气插头与井下风管相接，检查充气管是否通畅，检查膨胀套是否完好，确定排气开关处于关闭状态，检查充气压力表和充气开关是否正常；第二步，通过导杆将充气式钻孔封孔段残渣清理装置送入钻孔的指定深度；第三步，打开充气开关开始向充气式钻孔残渣清理装置充气，充入气体经由充气管—充气嘴—充气口—进气通道—进气口—止回阀—气室，当气室内气体压力达到预定压力时，关闭充气开关；第四步，用力向外拉导杆，将充气式钻孔封孔段残渣清理装置和装置以外的残渣拉出孔外，完成钻孔封孔段除渣工作；第五步，将充气插头与井下风管分离，拆卸导杆，打开充气式钻孔残渣清理装置的排气开关，释放气室内的气体，检查膨胀套是否破损并及时更换破损的膨胀套，待下次除渣时使用。
本发明与现有技术相比所具有的有益效果是：本发明中的膨胀装置能在充气状态下可占据钻孔的径向空间进行清理，可在非充气状态下通入到钻孔中具有良好伸入效果，本装置设计巧妙，利用了膨胀装置的充气与非充气的两种形态极好的适应了井下钻孔的位置和大小，其中的膨胀袋具有一定的柔软性使得清洁工作能够顺利进行；本发明进一步清理钻孔封孔段残渣的除渣装置，降低封孔段残渣对封孔质量的影响，使得钻孔内环境良好，可达到良好的封孔效果。
附图说明
图1为本发明的整体结构剖视图。
图2为本发明工作状态的结构示意图。
图3为本发明中导向头的放大示意图，即为图1中标示处A的放大示意图。
图4为本发明中止回阀的结构示意图，即为图1中标示处B的放大示意图。
图5为本发明中进气嘴的结构示意图，即为图1中标示处C的放大示意图。
图6为本发明中排气开关的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
如图1和图2所示，一种充气式钻孔封孔段残渣清理装置，包括导向装置1、膨胀装置、充气装置、排气装置、导杆21，所述膨胀装置位于充气装置和排气装置之间，所述导向装置1位于排气装置的前端，所述导杆21与膨胀装置通过锲形螺纹接口19相连，所述充气装置通过充气插头24与风管相连，所述风管连接外部鼓风机，此技术特征为常用技术特征不予赘述；所述膨胀装置由厚壁钢管3、膨胀套11、气室12、进气口14、进气通道15、止回阀13、排气口9、橡胶塞10、卡箍8组成，所述厚壁钢管3的内部为进气通道15，所述进气口14位于厚壁钢管3中部，排气口9位于厚壁钢管3的前部，所述止回阀13套在厚壁钢管3的进气口14处，如图4所示，所述膨胀套11呈圆筒形且内部中空，膨胀套11的前后两端端通过卡箍8紧压在厚壁钢管3的外壁上，膨胀套11内周和厚壁钢管3外周所形成的密封空间为气室12，进气口14和排气口9之间的进气通道通过橡胶塞10封堵，厚壁钢管3的末端通过橡胶塞10封堵；所述膨胀套11可作出改进使得其外周布置网格状花纹；所述的充气装置由充气口17、充气嘴16、充气管20、压环18、充气压力表22、充气开关23、充气插头24组成，所述充气17口位于厚壁钢管3末部，所述充气嘴16呈L形管状，充气嘴16的一端通过螺纹与充气口相连，如图5所示，所述压环18呈管状，充气管20通过压环18固定在充气嘴16的另一端的外侧，充气插头24呈不规则半径的管状，所述充气插头24与充气管20的末端相连，充气压力表22位于靠近充气管20末端处，充气开关23位于充气压力表22与充气插头24之间；所述排气装置由排气通道4、排气孔5、排气开关6、排气门7组成，所述排气孔5呈圆孔状位于厚壁钢管3的前端，排气通道4为厚壁钢管3前部中空的柱状通道，排气开关6呈不规则半径的圆柱体，排气开关的下部管状中空且外周布有螺纹，排气开关的最下部设有矩形排气门7，排气开关6通过螺纹与排气孔5相连。所述导向装置1末端与厚壁钢管3前端通过焊接方式紧密连接，所述导向装置1呈圆锥体，如图3所示，所述导向装置1可作出改进即为在其侧面布置导向槽2。
采用充气式钻孔封孔段残渣清理装置清理残渣的方法，按如下步骤进行：
充气插头24与井下风管相接，检查充气管20是否通畅，检查膨胀套11是否完好，确定排气开关4处于关闭状态，检查充气压力表22和充气开关23是否正常；
通过导杆21将充气式钻孔封孔段残渣清理装置送入钻孔的指定深度；
打开充气开关23开始向充气式钻孔残渣清理装置内充气，充入气体经由充气管20—充气嘴16—充气口17—进气通道15—进气口14—止回阀13—气室12，当气室12内气体压力达到预定压力时，关闭充气开关23；
用力向外拉导杆21，将充气式钻孔封孔段残渣清理装置和装置以外的残渣拉出孔外，完成钻孔封孔段除渣工作；
将充气插头24与井下风管分离，拆卸导杆21，打开排气通道4，释放气室12内的气体，检查膨胀套11是否破损并及时更换破损的膨胀套11，待下次除渣时使用。
本发明提供的充气式钻孔残渣清理装置有一个膨胀套，膨胀套充气后膨胀，将该段钻孔封堵，在通过导杆拉动残渣清理装置时，膨胀套起到推动残渣向孔口运移的作用，从而实现清理封孔段区域残渣的目的，进一步保证封孔质量，提高瓦斯抽采效果。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出更动或修饰等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，均仍属于本发明技术方案的范围内。