[發明專利]一種礦用吸水自膨脹封孔技術

無效

• 申請號: 201110308954.5
• 申請日: 2011-10-13
• 公開（公告）號: CN103046891A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 肖棟;迪威特·龐德
• 申請（專利權）人: 江蘇君東新材料科技發展有限公司
• 主分類號: E21B33/12
• 分類號: E21B33/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬領域：

本發明涉及一種通過遇水膨脹實現封堵的技術，該技術可應用于礦山瓦斯抽放封孔；煤層注水封孔；靜壓力鉆孔擴孔；各類水涌封堵等領域，具體的說是一種礦用吸水自膨脹封孔技術。

背景技術：

瓦斯抽放、煤層注水、鉆孔擴孔、地下水封堵等手段是煤礦開采中防治給類災害事故廣泛應用的技術。以上技術中，封孔成為技術實施過程中的一個關鍵。如何實現快速、有效、便于操作的封孔及方法是一直研究的重點課題。

目前普遍采用的封堵技術包括聚氨酯封堵、膨脹水泥封堵、馬麗散封堵以及高壓膨脹式封孔器等多種技術方法。煤礦生產條件復雜，環境惡劣。其中煤層水的存在影響多種封堵技術的現場實施或影響后期封堵可靠性。針對這一特點，尋找一種技術，成本低、能夠適應具有煤層水存在的煤層條件，又能夠實現有效封堵的礦山封堵技術成為解決此類環境災害治理的關鍵。

發明內容：

為了解決上述問題，該發明提供一種礦用吸水自膨脹封孔技術，該發明旨在通過一種有限元空間內通過固水材料吸水膨脹，實現水體固化，空間增壓完成孔口封堵。

?本發明為實現上述目的所采用的技術方案：該發明包括空間限位裝置、親水膜體、水固化粒體、密封開啟單元、注水管；該發明為一個中間設孔貼合注水管外壁的封孔器，在該封孔器外壁上設有空間限位裝置，上端空間限位裝置一側，設有密封開啟單元，所述密封開啟單元連接密封口，空間限位裝置內部間設有親水膜體，所述空間限位裝置與親水膜體之間設有水固化粒體。所述親水膜體為高強度韌性的復合材質，褶皺貼附于空間限位裝置表面或相互皺疊成片狀。解封后，孔內余水在虹吸作用下透過親水膜體，完成水的過濾與凈化，水固化粒體遇孔內余水膨脹形成凝膠體，伴隨水固化粒體的膨脹，親水膜體的褶皺體系逐漸打開，空間限位裝置與親水膜體間充滿水固化粒體，在空間限位裝置的作用下可膨脹體積被限定空間。此時在虹吸作用下，水固化粒體膨脹力在空間限制裝置下轉為系統壓力，與注水管壁面緊密結合，形成一定的摩擦阻力，伴隨壓力提升，摩擦阻力變大，當兩力平衡，該過程停止，完成孔口封堵、孔口擴張等功能。

有益效果：該發明適用于各類濕潤或含水煤層，封孔過程無需借助外力作用，自動完成，封孔壓力以及提供的靜摩擦力滿足瓦斯抽放、煤層注水、孔口擴張以及水涌封堵等功能需要，材料無毒無害，對周圍環境無污染。可利用煤層水或孔內余水完成封孔功能，節能環保，水體固化形成類凝膠狀固體，可塑性好，封孔器能夠根據孔內壁面自由變形，封孔更徹底，濕潤環境下，該封孔能力不退化，封孔壓力不衰減。

附圖說明：

該附圖為本發明結構原理示意圖

圖中：1.空間限位裝置、2.親水膜體、3.水固化粒體、4.密封開啟單元、5.注水管、6.封口器示意。

具體實施方式：

在圖中，該發明包括空間限位裝置1、親水膜體2、水固化粒體3、密封開啟單元4、注水管5、封口器6；該發明為一個中間設孔貼合注水管5外壁的封孔器6，在該封孔器6外壁上，設有上下兩個相平行的空間限位裝置1，上端空間限位裝置1一側，設有密封開啟單元4，所述空間限位裝置1之間設有親水膜體2所述空間限位裝置1與親水膜體2之間設有水固化粒體3，密封開啟單元4是開啟封孔器6工作的控制部分。所述親水膜體2為高強度韌性的復合材質，褶皺貼附于空間限位裝置1表面或相互皺疊成片狀。開啟密封開啟單元4解封后，孔內余水在虹吸作用下透過親水膜體，完成水的過濾與凈化，水固化粒體3遇孔內余水膨脹形成凝膠體，伴隨水固化粒體3的膨脹，親水膜體2的褶皺體系逐漸打開，空間限位裝置1與親水膜體2間充滿水固化粒體3，在空間限位裝置1的作用下可膨脹體積被限定空間。此時在虹吸作用下，水固化粒體3膨脹力在空間限制裝置1下轉為系統壓力，與注水管5壁面緊密結合，形成一定的摩擦阻力，伴隨壓力提升，摩擦阻力變大，當兩力平衡，該過程停止，完成孔口封堵、孔口擴張等功能。?