[發明專利]一種高瓦斯松軟煤層鉆孔用密封裝置的密封方法

有效

• 申請號: 201911245315.1
• 申請日: 2019-12-06
• 公開（公告）號: CN110761734B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 張超;游浩;王偉林;王平清;程仁輝;楊計先;劉超;黃勇;白志鵬;薛俊華;華明國;黃曉昇;常杰;靳高漢;楊樸超
• 申請（專利權）人: 山西潞安礦業(集團)有限責任公司;西安科技大學;山西潞安環保能源開發股份有限公司
• 主分類號: E21B33/13
• 分類號: E21B33/13;E21F7/00
• 代理公司: 西安啟誠專利知識產權代理事務所(普通合伙) 61240
• 代理人: 李艷春

本發明公開了一種高瓦斯松軟煤層鉆孔用密封裝置的密封方法，密封裝置包括呈同心圓排布的加固支護層、密封層和抽采管，加固支護層包括第一囊袋、第一注漿管和第一回漿管，第一注漿管上設置有第一單向閥，第一注漿管的一端設置有第一快插接口，第一注漿管的另一端設置有第一爆破閥，第一回漿管上設置有第一截止閥，密封層包括第二囊袋、第三囊袋、第二注漿管和第二回漿管，第二注漿管上設置有第二單向閥、第三單向閥和第二爆破閥，第二注漿管的一端設置有第二快插接口，第二回漿管上設置有第二截止閥。本發明的密封裝置結構簡單，設計合理，實現方便，結合密封方法，能夠有效應用在高瓦斯松軟煤層鉆孔的密封抽采中，使用效果好，便于推廣使用。

技術領域

本發明屬于瓦斯抽采鉆孔密封技術領域，具體涉及一種高瓦斯松軟煤層鉆孔用密封裝置的密封方法。

背景技術

鉆孔抽采是煤礦瓦斯治理的基礎技術手段之一，應用范圍廣泛。而高瓦斯松軟煤層由于在煤化過程中受到地質構造的破壞，普遍煤質松軟，加上瓦斯壓力的作用，在施工抽采鉆孔后，封孔段易產生失穩、變形，致使鉆孔難以密封，無法保證瓦斯抽采效果。除了封孔段的穩定性，封孔質量是影響瓦斯抽采濃度、孔口負壓、甚至整個鉆場抽采效果的又一重要因素。因此，開展高瓦斯松軟煤層封孔段易失穩鉆孔的動態密封技術研究，對提高鉆孔抽采效率，遏制瓦斯突出、瓦斯爆炸等重大事故的發生，具有十分重要的現實意義。目前，煤礦使用的瓦斯抽采鉆孔密封方法主要有：傳統“兩堵一注”密封、聚氨脂密封。其中傳統“兩堵一注”封孔法問題主要表現在：堵頭在“兩堵一注”工藝中為單獨的一道工藝，首先需要堵，這就造成工序復雜，工作量增加的問題；“兩堵”強度低，兩端堵頭封堵強度低、效果差，注漿壓力上不去，甚至不帶壓封孔，不能對鉆孔周邊裂隙進行嚴密封堵，無法達到“注”的目的。聚氨酯密封則往往因密封長度不夠、難以滲入鉆孔裂隙而達不到理想的密封狀態，密封材料有一定毒性，且價格高，造成密封成本高，煤礦難于承受。同時，許多高瓦斯礦井由于煤質較軟，經常在向鉆孔中送入瓦斯抽采管過程中出現塌孔問題，導致封孔段長度不足，達不到密封效果。因此，為了解決瓦斯抽采鉆孔的密封難題，急需尋求全新的密封結構和方法，滿足煤礦井下高質量鉆孔密封要求。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種高瓦斯松軟煤層鉆孔用密封裝置，其結構簡單，設計合理，實現方便且成本低，操作方便快捷，能夠有效應用在高瓦斯松軟煤層鉆孔的密封抽采中，使用效果好，便于推廣使用。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種高瓦斯松軟煤層鉆孔用密封裝置，包括呈同心圓排布且直徑由大到小排布的加固支護層、密封層和抽采管，所述加固支護層包括第一囊袋、第一注漿管和第一回漿管，所述第一注漿管和第一回漿管均穿過第一囊袋，所述第一注漿管位于第一囊袋內的一段上設置有第一單向閥，所述第一注漿管靠近煤層鉆孔孔口的一端設置有第一快插接口，所述第一注漿管的另一端設置有第一爆破閥，所述第一回漿管上設置有位于煤層鉆孔外的第一截止閥；所述密封層包括第二囊袋、第三囊袋、第二注漿管和第二回漿管，所述第二囊袋設置在煤層鉆孔孔口處，所述第三囊袋設置在煤層鉆孔內，所述第二注漿管穿過第二囊袋且伸入第三囊袋中，所述第二注漿管位于第二囊袋內的一段上設置有第二單向閥，所述第二注漿管位于第三囊袋內的一端設置有第三單向閥，所述第二注漿管靠近煤層鉆孔孔口的一端設置有第二快插接口，所述第二注漿管位于第二囊袋和第三囊袋之間的一段上設置有第二爆破閥，所述第二回漿管穿過第二囊袋，所述第二回漿管上設置有位于煤層鉆孔外的第二截止閥。

上述的一種高瓦斯松軟煤層鉆孔用密封裝置，還包括用于盛放密封粘液的密封粘液罐，所述密封粘液罐上設置有連接管，所述連接管遠離密封粘液罐的一端設置有與第二快插接口對應快接的第三快插接口。

上述的一種高瓦斯松軟煤層鉆孔用密封裝置，所述第一快插接口、第二快插接口和第三快插接口均為C式快速接頭。

上述的一種高瓦斯松軟煤層鉆孔用密封裝置，所述第二囊袋和第三囊袋的形狀均為環形，所述第二囊袋和第三囊袋之間形成封孔段。

本發明還公開了一種高瓦斯松軟煤層鉆孔的密封方法，該方法包括以下步驟：