[發明專利]一種柔性充填材料鉆孔封孔裝置及方法

有效

• 申請號: 201210577451.2
• 申請日: 2012-12-27
• 公開（公告）號: CN103075127A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 翟成;林柏泉;倪冠華;李全貴;李敏
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21B33/13
• 分類號: E21B33/13
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 程化銘

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技術領域

本發明涉及一種柔性充填材料鉆孔封孔裝置及方法，屬于煤礦井下區域瓦斯治理技術及裝備領域，尤其適用于在含水量較大的瓦斯抽采鉆孔內進行鉆孔封孔作業。

背景技術

瓦斯抽采鉆孔的有效封孔是煤礦井下瓦斯抽采的關鍵。目前我國煤礦普遍使用聚氨酯、有機樹脂材料或水泥類封孔材料，這些材料通過手工攪拌混合多種化學漿液，攪拌后利用棉布進行吸附并包裹在瓦斯抽采管道上，隨瓦斯抽采管道一起插入抽采孔。或通過注漿泵直接注入抽采孔，由于這些材料在抽采孔內推進過程中混合漿液已經開始發泡膨脹，反應完全后，生成的鉆孔封孔材料均是固體材料，生成固體封孔材料體內會有大量孔隙和裂隙，在抽采瓦斯過程中，影響瓦斯抽采效果。且現有的瓦斯抽采鉆孔封孔裝置或方法，都是假設鉆孔無水或含水較少時，忽略水的鉆孔封孔材料的影響進行鉆孔封孔。然而，現有多數鉆孔采用水力排渣的方式打鉆，鉆孔形成后里面積水，聚氨酯類、有機樹脂類高分子材料遇水后容易收縮變形，無法有效封堵鉆孔；此外鉆孔內水的影響導致水泥類材料封孔質量差，容易導致封孔失敗。因此，為了解決以上瓦斯抽采鉆孔的各項封孔技術難題，急需尋求全新的瓦斯抽采鉆孔封孔方法，特別是解決鉆孔內水對封孔效果的影響，以滿足煤礦井下鉆孔封孔的要求。

發明內容

技術問題：本發明的目的是針對已有技術中存在的問題，提供一種結構簡單、操作方便、成本低、效果好的柔性充填材料鉆孔封孔裝置及方法。

技術方案：本發明的柔性充填材料鉆孔封孔裝置及方法，包括套裝在在瓦斯抽采管上的褶皺膨脹袋，褶皺膨脹袋的兩端均設有前、后金屬固定套，褶皺膨脹袋內位于瓦斯抽采管上方插裝有進入到褶皺膨脹袋底部的回漿管，褶皺膨脹袋內位于瓦斯抽采管下方插裝有進入到褶皺膨脹袋前部的注漿管；所述的褶皺膨脹袋的袋壁上開有若干小孔；所述前金屬固定套上鉆有使瓦斯抽采管穿過的孔，后金屬固定套上分別鉆有使瓦斯抽采管、注漿管、回漿管穿過的三個孔。

所述褶皺膨脹袋的由橡膠制成，其長度為1.5-5m；所述褶皺膨脹袋的袋壁上開設的若干小孔直徑為1cm。

本發明的柔性充填材料鉆孔封孔裝置及方法，包括如下步驟：

a.?將袋壁上開有若干小孔的褶皺膨脹袋套裝在瓦斯抽采管上，褶皺膨脹袋的兩端分別用前、后金屬固定套固定；

b.?分別將注漿管和回漿管穿過褶皺膨脹袋的前金屬固定套，插入到長度為1.5-5m的褶皺膨脹袋內，注漿管插入褶皺膨脹袋內的長度為0.2m，回漿管插入褶皺膨脹袋內的長度為1.2m~4.5m；

c.?將裝有褶皺膨脹袋的瓦斯抽采管送入鉆孔內，通過注漿管向褶皺膨脹袋內柔性充填材料，待回漿管回漿時，停止注入，完成對抽采鉆孔的封孔；所述注入的柔性充填材料由質量百分比為1:10的無機吸水材料和水混合反應而成。

所注入的無機吸水材料為粉煤灰、粘土。

有益效果：本發明解決了現有瓦斯抽采鉆孔封孔材料反應生成的固體材料內部存在大量孔洞和裂隙，反應迅速不可控、將封孔材料裝入鉆孔，不容易實現攪拌混合、瓦斯抽采孔內部存在大量的水，極大地影響了現有瓦斯抽采鉆孔封孔方法的封孔效果等鉆孔封孔技術難題，能實現封孔過程的遠程控制，且不需要攪拌機等裝備對材料混合。通過無機吸水材料的吸水特性，就能使材料完全反應，生成的柔性充填材料實現了液體封孔氣體的鉆孔封孔原理。褶皺膨脹袋表面布滿褶皺，能夠適應鉆孔內部凸凹不平表面；褶皺膨脹袋上面開有若干小孔，袋子注滿后柔性充填材料能夠從小孔滲透入鉆孔壁面，和鉆孔能夠結合為一體，褶皺膨脹袋注滿材料后最大膨脹率可達到30%。其方法簡單、封孔效果好、瓦斯抽采濃度高、抽采時間長、操作簡單、成本低，在本技術領域內具有廣泛的實用性。

附圖說明

圖1是本發明的鉆孔封孔實施例示意圖。

圖2是本發明的結構示意圖。

圖中：1－鉆孔，2－瓦斯抽采管，3－注漿管，4－回漿管，5－褶皺膨脹袋，6－前金屬固定套，7－后金屬固定套，8－褶皺，9－小孔。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的實施例作進一步的描述：