[發明專利]囊袋式注漿封孔裝置及其封孔方法

無效

• 申請號: 200710054384.5
• 申請日: 2007-05-10
• 公開（公告）號: CN101050696A
• 公開（公告）日: 2007-10-10
• 發明（設計）人: 孫玉寧
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: E21B33/138
• 分類號: E21B33/138;E21F7/00
• 代理公司: 鄭州中原專利事務所有限公司
• 代理人: 王聚才

技術領域

本發明涉及煤礦瓦斯抽采鉆孔的封孔裝置與封孔方法，尤其是適應煤礦井下本煤層鉆孔的永久性封孔。

背景技術

井下抽采鉆孔深度一般在30米至數百米，僅對距離孔口一定距離的某一段鉆孔進行封孔，不能采用直接注漿的方法進行封孔，煤礦井下瓦斯抽采鉆孔的封孔分永久性封孔和臨時性封孔。目前，公知的本煤層瓦斯抽采鉆孔的永久性封孔是以發泡聚氨酯、發泡水泥和其它發泡材料做為封孔材料，早期的“水泥卷封孔裝置”(ZL90227075.3)已不再采用，鉆孔灌漿封孔法因操作不便也很少采用，國內目前普遍采用發泡聚氨酯材料封孔。目前，公知的采煤工作面瓦斯抽放鉆孔的臨時性封孔采用可復用的機械封孔裝置封孔，如“井下瓦斯抽放充氣式囊袋封孔器”(ZL94209078.0)、膠套膨脹式“煤巖層鉆孔封孔器”(ZL200420010782.9)等。

井下鉆孔受地應力的影響要發生變形和破壞，發泡聚氨酯、發泡水泥等發泡材料的強度很低且可壓縮量很大，不能有效地控制鉆孔的變形破壞，使得封孔段鉆孔周圍產生大量的裂隙漏氣通道，影響瓦斯抽采的濃度和抽采效果。臨時性封孔所采用的機械封孔法的漏氣現象更為嚴重，但由于抽放時間短(數小時)，一般不做太高的要求。

發明內容

為了克服現行發泡材料封孔法存在的缺陷，防止或減少封孔段鉆孔周圍漏氣裂隙的產生和發展，本發明的目的在于提供一種能夠實現對封孔段鉆孔實施有效注漿封孔的囊袋式注漿封孔裝置及其封孔方法。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種囊袋式注漿封孔裝置，包括囊袋，抽采管從囊袋中穿過，囊袋兩端固定在抽采管上，所述囊袋體上設有排氣裝置，在囊袋體的中部箍有膨脹控制環，膨脹控制環上設有出漿控制閥，囊袋外端通過逆止閥與注漿管插孔相連；所述囊袋采用袖筒布與橡膠、乳膠復合而成的彈性薄壁材料或膨脹橡膠管，所述的排氣裝置為囊袋體表面穿刺的微孔，囊袋的里端和外端分別固定在抽采管上穿裝的里端支撐件和外端支撐件上，所述逆止閥和注漿管插孔均位于外端支撐件上，所述膨脹控制環為內徑大于抽采管外徑的中部支撐件。

所述中部支撐件穿入囊袋體內部，所述出漿控制閥位于中部支撐件的中部，出漿控制閥兩邊的囊袋體捆扎固定在中部支撐件上。

為了方便靈活連接，所述里端支撐件上垂直于抽采管軸向開有銷釘孔，所述外端支撐件上的注漿管插孔平行于抽采管軸線，外端支撐件上垂直于注漿管插孔軸向設有壓力控制銷。

所述囊袋可以有多個，串連固定在所述抽采管上。

采用所述的囊袋式注漿封孔裝置進行封孔的方法，按如下步驟進行操作：第一步，將囊袋式注漿封孔裝置穿套在瓦斯抽采管上，在里端支撐件的銷釘孔內穿入銷釘，用小錘擊打銷釘，使囊袋式注漿封孔裝置與瓦斯抽采管連為一體；第二步，將注漿管插入外端支撐件上的注漿管插孔，利用壓力控制銷使注漿管與外端支撐件連為一體，即與囊袋式注漿封孔裝置連為一體；第三步，將瓦斯抽采管、注漿管連同囊袋式注漿封孔裝置一起送入鉆孔的設定深度；第四步，準備注漿材料并開始注漿，達到設定的注漿壓力時注漿管自動脫離，個別情況下，達到注漿壓力時注漿管仍不脫離，可人工給注漿管提供拉力迫使注漿管與囊袋式注漿封孔裝置脫離；第五步，對注漿管和注漿泵進行清洗，以備下次注漿封孔使用。

本發明提供的囊袋式注漿封孔裝置最少含有一個囊袋，囊袋充漿后膨脹將封孔段鉆孔封堵，當囊袋內的漿液壓力達到一定壓力后，囊袋中部的出漿控制閥打開，在注漿泵壓力作用下迫使漿液充填封孔段鉆孔周圍的裂隙，當注漿壓力達到設定注漿壓力之后，注漿管與封孔裝置自動脫離。采用本發明所述的技術方案，一方面利用漿液充填封孔段鉆孔周邊的裂隙，另一方面利用注漿材料的后期膨脹對封孔段鉆孔施加主動的強力支護，使封孔段鉆孔周圍產生高應力區，降低封孔段鉆孔周圍煤體的透氣性，實現了對封孔段鉆孔進行有效注漿封孔的目的。

附圖說明

圖1所示為本發明的一種實施方案圖；

圖2所示為本發明的第二種實施方案圖；

圖3所示為本發明的第三種實施方案圖；

圖4所示為圖1、2、3中壓力控制閥的替換方案。

具體實施方式

實例1