[發明專利]一種全自動瓦斯抽采多次封孔系統及方法

有效

• 申請號: 202110717808.1
• 申請日: 2021-06-28
• 公開（公告）號: CN113236347B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 倪冠華;景茂;張翔斐;孫功帥;孫路路;王振洋
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00;E21B33/12;E21B33/13;E21B47/00;E21B34/02
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司 37252
• 代理人: 陳海濱

1.一種全自動瓦斯抽采多次封孔系統，包括若干個執行機構和控制執行機構的控制機構，其特征在于：

每個執行機構均包括多次封孔裝置(1)和自動補料注漿裝置(2)，控制單元包括集中控制處理器(3)；

多次封孔裝置(1)包括套有囊袋裝置一(9-1)、囊袋裝置二(9-2)、囊袋裝置三(9-3)、囊袋裝置(9-4)、囊袋裝置五(9-5)和囊袋裝置六(9-6)的抽采管(6)，抽采管一(6-1)內接注漿管一(7-1)、注漿管二(7-2)和注漿管三(7-3)，注漿管一(7-1)、注漿管二(7-2)和注漿管三(7-3)的一端穿過抽采管一(6-1)，分別深入注漿區一(10-1)、注漿區二(10-2)和注漿區三(10-3)，另一端分別與橋接裝置(11)的小孔槽一(13-1)、小孔槽二(13-2)、小孔槽三(13-3)套接，抽采管一(6-1)的一端深入常規鉆孔(5)內部，另一端通過橋接裝置(11)與抽采管二(6-2)連通，抽采管道二(6-2)上設有瓦斯監測控制閥門(8)，監測到瓦斯抽采濃度過低時，能阻斷抽采管一(6-1)與抽采管二(6-2)連通；

自動補料注漿裝置(2)包括固定在移動支架(25)上的罐體(19)，罐體(19)的右下端設有一接口(26)，連接管道(15)一端和接口(26)連接，另一端和橋接裝置(11)連接，傳動桿(18)穿過罐體(19)的內部，連接罐體(19)的兩端，攪拌片(17)繞固在傳動桿(18)上，罐體(19)的上表面設有曲面密封板(20)，自動稱補料裝置一(21-1)和自動稱補料裝置二(21-2)位于曲面密封板(20)的正上方，注水管(22)與罐體(19)的左上端連通，注水管(22)上設有控制閥門(16-2)和計流表(23)，壓漿裝置位于罐體(19)左端的中心區域；

所述的集中控制處理器(3)用于接收自動稱補料裝置一(21-1)和自動稱補料裝置二(21-2)的稱量信息、注水管(22)上的計流表(23)的注水量信息、連接管道(15)上的壓力監測控制閥門(16-1)的漿液壓力信息及抽采管二(6-2)上的瓦斯檢測控制閥門(8)的瓦斯抽采濃度信息，并對自動稱補料裝置一(21-1)和自動稱補料裝置二(21-2)下的曲面密封板(20)開合、注水管(22)上的控制閥門(16-2)開閉、傳動桿(18)的轉停、連接管道(15)上的壓力監測控制閥門(16-1)開閉、連接管道(15)在橋接裝置(11)上移動和抽采管道上瓦斯檢測控制閥門(8)的開閉進行控制；

所述的橋接裝置(11)由圓板(30)、大孔槽(12)、小孔槽一(13-1)、小孔槽二(13-2)、小孔槽三(13-3)、清漿孔槽一(14-1)、清漿孔槽二(14-2)、清漿孔槽三(14-3)和軌跡槽(31)構成，軌跡槽(31)位于圓板(30)的中心區域，軌跡槽(31)中部為大孔槽(12)，小孔槽一(13-1)、小孔槽二(13-2)和小孔槽三(13-3)均勻地分布在軌跡槽(31)上面，清漿孔槽一(14-1)、清漿孔槽二(14-2)和清漿孔槽三(14-3)分別位于軌跡槽(31)的三翼。

2.根據權利要求1所述的一種全自動瓦斯抽采多次封孔系統，其特征在于：所述自動稱補料裝置一(21-1)和自動稱補料裝置二(21-2)由儲料罐(27)、稱量儀(28)和輸送管體(29)構成，儲料罐(27)位于自動稱補料裝置一(21-1)和自動稱補料裝置二(21-2)的最上端，儲料罐(27)的下端連接稱量儀(28)，輸送管體(29)連通稱量儀(28)和曲面密封板(20)。

3.根據權利要求1～2任一項所述的全自動瓦斯抽采多次封孔系統的使用方法，首先，在煤層(4)中打出常規鉆孔(5)，其特征在于，包括以下步驟：

a.將套有囊袋裝置一(9-1)、囊袋裝置二(9-2)、囊袋裝置三(9-3)、囊袋裝置四(9-4)、囊袋裝置五(9-5)和囊袋裝置六(9-6)的抽采管一(6-1)送入常規鉆孔(5)內部，抽采管一(6-1)內接注漿管一(7-1)、注漿管二(7-2)和注漿管三(7-3)，使得注漿管一(7-1)、注漿管二(7-2)和注漿管三(7-3)的一端分別深入注漿區一(10-1)、注漿區二(10-2)和注漿區三(10-3)；

b.連接抽采管二(6-2)、注漿管一(7-1)、注漿管二(7-2)、注漿管三(7-3)和橋接裝置(11)，連接橋接裝置(11)和抽采管二(6-2)、橋接裝置(11)和連接管道(15)，使得連接管道(15)能根據瓦斯抽采濃度信息的反饋，與橋接裝置(11)上相應的孔槽對接；

c.連通注水管(22)和罐體(19)，連通罐體(19)上的接口(26)和連接管道(15)，向自動稱補料裝置一(21-1)和自動稱補料裝置二(21-2)添加配料；

d.將瓦斯檢測控制閥門(8)、橋接裝置(11)、壓力監測控制閥門(16-1)、控制閥門(16-2)、傳動桿(18)、自動稱補料裝置一(21-1)、自動稱補料裝置二(21-2)、計流表(23)、壓漿裝置(24)與集中控制處理器(3)用線路連接；

e.集中控制處理器(3)控制自動稱補料裝置一(21-1)、自動稱補料裝置二(21-2)、曲面密封板(20)、注水管上的計流表(23)和控制閥門(16-2)，向罐體(19)添加適量漿料和水體；

f.添加完畢后，集中控制處理器(3)控制傳動桿(18)，帶動攪拌片(17)攪動，完成封堵漿液的配制；

g.集中控制處理器(3)控制連接管道(15)與橋接裝置(11)的小孔槽一(13-1)對接；

h.集中控制處理器(3)啟動壓漿裝置(24)，將封堵漿液以3～4MPa的壓力注入注漿區一(10-1)，完成注漿區一(10-1)帶壓封孔；

i.集中控制處理器(3)控制計流表(23)和控制閥門(16-2)，注水管(22)向罐體(19)提供定量的水，啟動轉動桿(18)，攪拌和稀釋剩余封堵漿液，控制連接管道(15)與清漿孔槽一(14-1)連接，開啟壓漿裝置(24)和壓力監測控制閥門(16-1)，將剩余封堵漿液經過連接管道(15)和清漿孔槽一(14-1)排出，實現清空連接管道(15)；

j.進行瓦斯抽采作業；

k.待瓦斯檢測控制閥門(8)反饋出瓦斯抽采濃度低于5％時，集中控制處理器(3)關閉瓦斯檢測控制閥門(8)，停止瓦斯抽采作業；

l.重復e～j步驟，集中控制處理器(3)控制并完成連接管道(15)與小孔槽二(13-2)的對接、對注漿區二(10-2)的封堵和將剩余封堵漿液經連接管道(15)、清漿孔槽二(14-2)排出和進行瓦斯抽采作業的過程；

m.待瓦斯抽采濃度低于5％時，停止瓦斯抽采作業；

n.重復e～j步驟，集中控制處理器(3)控制并完成連接管道(15)與小孔槽三(13-3)的對接、對注漿區三(10-3)的封堵和將剩余封堵漿液經連接管道(15)、清漿孔槽三(14-3)排出的過程，完成了全自動瓦斯抽采多次封孔的過程。