[實用新型]煤礦井下瓦斯抽采鉆孔封孔控制系統

有效

• 申請號: 202123018978.5
• 申請日: 2021-12-03
• 公開（公告）號: CN216360991U
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 王念紅;馬利偉;劉曉;張社干;張立升;張宇恒;張智峰;栗翌;藺海曉;向浩;朱華鋒;單永科;倪小明;蘇進;李學鋒;劉寧;李定啟
• 申請（專利權）人: 河南大有能源股份有限公司新安煤礦;河南理工大學
• 主分類號: E21B33/13
• 分類號: E21B33/13
• 代理公司: 鄭州豫開專利代理事務所(普通合伙) 41131
• 代理人: 朱俊峰

煤礦井下瓦斯抽采鉆孔封孔控制系統，包括PLC控制器、顯示屏、封孔注漿泵組件、儲液箱、注漿管、電磁閥、壓力表和壓力傳感器，封孔注漿泵組件出口與注漿管進口連接，封孔注漿泵組件進口通過抽液管與儲液箱連接，注漿管沿平行于鉆孔中心線方向伸入到鉆孔內的第一囊袋、封孔段和第二囊袋內部，電磁閥和壓力表安裝在注漿管上，壓力傳感器連接在壓力表的輸出端和PLC控制器的輸入端之間，PLC控制器的輸出端分別與顯示屏、電磁閥的輸入端和封孔注漿泵組件的輸入端連接。本實用新型對封孔壓力實時進行監測，當出現壓力下降時馬上補注漿液，同時對儲液罐內的漿液量也設置自動報警，提醒工作人員及時加料，從而確保補液的及時性和可靠性。

技術領域

本實用新型屬于井下瓦斯防治技術領域，具體涉及一種煤礦井下瓦斯抽采鉆孔封孔控制系統。

背景技術

煤礦井下瓦斯抽采鉆孔主要的封孔工藝有水泥漿液封孔、高分子發泡材料封孔、囊袋式封孔器封孔、二次封孔法封孔、“兩堵一注”帶壓封孔等。其中抽采效果較好的是“兩堵一注”帶壓封孔，“兩堵一注”帶壓封孔可以使封孔材料（漿液）很好地滲入封孔段鉆孔周邊裂隙，有效地封堵漏氣通道，提高密封性。目前存在的問題是“兩堵”強度低，導致注漿壓力不高或不帶壓，不能對鉆孔周邊裂隙進行嚴密封堵，無法達到“一注”的目的，導致抽采效果不佳。隨著時間推移封孔壓力下降，之前普遍采用的“兩堵一注”封孔材料無法實現二次注漿補壓，導致漏氣情況發生；目前通常是工人在定時檢查鉆孔是否漏氣，發現漏氣后再人工進行補注漿液，這種操作方式具有滯后性，而且補注作業操作繁瑣，工作效率低。因此如何實現自動控制在封孔段漿液壓力變小后進行補注封孔材料是目前要解決的問題。

實用新型內容

本實用新型為了解決現有技術中的不足之處，提供一種原理科學、易于操作、實時監控封孔段壓力變化并補注漿液的煤礦井下瓦斯抽采鉆孔封孔控制系統。

為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案：煤礦井下瓦斯抽采鉆孔封孔控制系統，包括PLC控制器、顯示屏、封孔注漿泵組件、儲液箱、注漿管、電磁閥、壓力表和壓力傳感器，封孔注漿泵組件出口與注漿管進口連接，封孔注漿泵組件進口通過抽液管與儲液箱連接，注漿管沿平行于鉆孔中心線方向伸入到鉆孔內的第一囊袋、封孔段和第二囊袋內部，電磁閥和壓力表安裝在注漿管上，壓力傳感器連接在壓力表的輸出端和PLC控制器的輸入端之間，PLC控制器的輸出端分別與顯示屏、電磁閥的輸入端和封孔注漿泵組件的輸入端連接。

儲液箱為圓桶形狀的容器，儲液箱下側部和上側部分別設有下液位計和上液位計，下液位計和上液位計的輸出端均與PLC控制器的輸入端連接，PLC控制器的輸出端還控制連接有聲光警報器。

儲液箱頂部中心處設有攪拌電機，儲液箱頂部偏心處設有加料口，攪拌電機的主軸垂直向下并同軸連接有伸入到儲液箱內部的攪拌軸，攪拌軸上設有攪拌葉片，PLC控制器的輸出端與攪拌電機控制連接。

儲液箱底部設有支腿，抽液管上設有手動閥門，抽液管的進口端連接在儲液箱底部。

采用上述技術方案，第一囊袋和第二囊袋間隔套設在瓦斯抽采管上，注漿管上在第一囊袋和第二囊袋內部均設有止回閥，注漿管上在封孔段（第一囊袋和第二囊袋之間的鉆孔一段）內部設有爆破閥。在進行封孔作業時，打開手動閥門,PLC控制器發出電磁閥開啟、封孔注漿泵組件啟動的命令，封孔注漿泵組件抽取儲液罐中的漿液通過兩個止回閥充入左囊袋和右囊袋中，左囊袋和右囊袋徑向膨脹與鉆孔孔壁產生頂壓，待左囊袋和右囊袋內封孔漿液壓力達到指定值之后，封孔段左右兩端左囊袋和右囊袋將鉆孔封堵牢固，完成“兩堵”；封孔注漿泵組件繼續增壓注漿，由于壓力作用導致封孔段內爆破閥開啟，封孔注漿泵組件開始向封孔段內注漿，待注漿管上壓力表示數為煤層壓力2～2.5倍且壓力穩定后，PLC控制器關閉電磁閥和封孔注漿泵組件，停止注漿，完成“一注”。