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CN202220617U | 2012-05-16 | |||
CN101845944A | 2010-09-29 | |||
CN202220616U | 2012-05-16 | |||
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CN201671588U | 2010-12-15 | |||
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CN103075127A | 2013-05-01 |
南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙) (CN)
权利要求书 1、 一种柔性充填材料钻孔封孔装置及方法, 其特征在于: 它包括套装在在瓦斯抽采 管 (2) 上的褶皱膨胀袋 (5), 褶皱膨胀袋 (5) 的两端均设有前、 后金属固定套 (6、 7), 褶皱膨胀袋 (5) 内位于瓦斯抽采管 (2) 上方插装有进入到褶皱膨胀袋 (5) 底部的 回浆管 (4), 褶皱膨胀袋 (5) 内位于瓦斯抽采管 (2) 下方插装有进入到褶皱膨胀袋 (5) 前部的注浆管 (3); 所述的褶皱膨胀袋 (5) 的袋壁上开有若干小孔 (9); 所述前 金属固定套 (7) 上钻有使瓦斯抽采管 (2) 穿过的孔, 后金属固定套 (6) 上分别钻有使 瓦斯抽采管 (2)、 注浆管 (3)、 回浆管 (4) 穿过的三个孔。 2、 根据权利要求 1所述的柔性充填材料钻孔封孔装置及方法, 其特征在于: 所述褶 皱膨胀袋 (5) 的由橡胶制成, 其长度为 1.5-5m。 3、 根据权利要求 1或 2所述的柔性充填材料钻孔封孔装置及方法, 其特征在于: 所 述褶皱膨胀袋 (5) 的袋壁上开设的若干小孔 (9) 直径为 lcm。 4、 一种如权利要求 1、 2、 3所述装置的柔性充填材料钻孔封孔装置及方法, 其特征 在于, 包括如下步骤: a. 将袋壁上开有若干小孔 (9) 的褶皱膨胀袋 (5) 套装在瓦斯抽采管 (2) 上, 褶 皱膨胀袋 (5) 的两端分别用前、 后金属固定套 (6、 7) 固定; b. 分别将注浆管 (3) 和回浆管 (4) 穿过褶皱膨胀袋 (5) 的前金属固定套 (6), 插入到长度为 1.5-5m的褶皱膨胀袋 (5) 内, 注浆管 (3) 插入褶皱膨胀袋 (5) 内的长度 为 0.2m, 回浆管 (4) 插入褶皱膨胀袋 (5) 内的长度为 1.2m~4.5m; c. 将装有褶皱膨胀袋 (5) 的瓦斯抽采管 (2) 送入钻孔 (1) 内, 通过注浆管 (3) 向褶皱膨胀袋 (5) 内柔性充填材料, 待回浆管 (4) 回浆时, 停止注入, 完成对抽采钻 孔 (1) 的封孔; 所述注入的柔性充填材料由质量百分比为 1:10的无机吸水材料和水混合 反应而成。 5、 根据权利要求 4所述的柔性充填材料钻孔封孔装置及方法, 其特征在于: 所注的 无机吸水材料为粉煤灰、 粘土。 |
本发明涉及一种柔性充填材料钻孔封孔装置及 方法, 属于煤矿井下区域瓦斯治理技 术及装备领域, 尤其适用于在含水量较大的瓦斯抽采钻孔内进 行钻孔封孔作业。
背景技术
瓦斯抽采钻孔的有效封孔是煤矿井下瓦斯抽采 的关键。 目前我国煤矿普遍使用聚氨 酯、 有机树脂材料或水泥类封孔材料, 这些材料通过手工搅拌混合多种化学浆液, 搅拌 后利用棉布进行吸附并包裹在瓦斯抽采管道上 , 随瓦斯抽采管道一起插入抽采孔。 或通 过注浆泵直接注入抽采孔, 由于这些材料在抽采孔内推进过程中混合浆液 已经开始发泡 膨胀, 反应完全后, 生成的钻孔封孔材料均是固体材料, 生成固体封孔材料体内会有大 量孔隙和裂隙, 在抽采瓦斯过程中, 影响瓦斯抽采效果。 且现有的瓦斯抽采钻孔封孔装 置或方法, 都是假设钻孔无水或含水较少时, 忽略水的钻孔封孔材料的影响进行钻孔封 孔。 然而, 现有多数钻孔采用水力排渣的方式打钻, 钻孔形成后里面积水, 聚氨酯类、 有机树脂类高分子材料遇水后容易收縮变形, 无法有效封堵钻孔; 此外钻孔内水的影响 导致水泥类材料封孔质量差, 容易导致封孔失败。 因此, 为了解决以上瓦斯抽采钻孔的 各项封孔技术难题, 急需寻求全新的瓦斯抽采钻孔封孔方法, 特别是解决钻孔内水对封 孔效果的影响, 以满足煤矿井下钻孔封孔的要求。
发明内容
技术问题: 本发明的目的是针对已有技术中存在的问题, 提供一种结构简单、 操作 方便、 成本低、 效果好的柔性充填材料钻孔封孔装置及方法。
技术方案: 本发明的柔性充填材料钻孔封孔装置及方法, 包括套装在在瓦斯抽采管 上的褶皱膨胀袋, 褶皱膨胀袋的两端均设有前、 后金属固定套, 褶皱膨胀袋内位于瓦斯 抽采管上方插装有进入到褶皱膨胀袋底部的回 浆管, 褶皱膨胀袋内位于瓦斯抽采管下方 插装有进入到褶皱膨胀袋前部的注浆管; 所述的褶皱膨胀袋的袋壁上开有若干小孔; 所 述前金属固定套上钻有使瓦斯抽采管穿过的孔 ,后金属固定套上分别钻有使瓦斯抽采管、 注浆管、 回浆管穿过的三个孔。
所述褶皱膨胀袋的由橡胶制成, 其长度为 1.5-5m; 所述褶皱膨胀袋的袋壁上开设的 若干小孔直径为 lcm。
本发明的柔性充填材料钻孔封孔装置及方法, 包括如下步骤: a. 将袋壁上开有若干小孔的褶皱膨胀袋套装在瓦 斯抽采管上,褶皱膨胀袋的两端分 别用前、 后金属固定套固定;
b. 分别将注浆管和回浆管穿过褶皱膨胀袋的前金 属固定套, 插入到长度为 1.5-5m 的褶皱膨胀袋内, 注浆管插入褶皱膨胀袋内的长度为 0.2m, 回浆管插入褶皱膨胀袋内的 长度为 1.2m~4.5m;
c. 将装有褶皱膨胀袋的瓦斯抽采管送入钻孔内, 通过注浆管向褶皱膨胀袋内柔性充 填材料, 待回浆管回浆时, 停止注入, 完成对抽采钻孔的封孔; 所述注入的柔性充填材 料由质量百分比为 1:10的无机吸水材料和水混合反应而成。
所注入的无机吸水材料为粉煤灰、 粘土。
有益效果: 本发明解决了现有瓦斯抽采钻孔封孔材料反应 生成的固体材料内部存在 大量孔洞和裂隙, 反应迅速不可控、 将封孔材料装入钻孔, 不容易实现搅拌混合、 瓦斯 抽采孔内部存在大量的水, 极大地影响了现有瓦斯抽采钻孔封孔方法的封 孔效果等钻孔 封孔技术难题, 能实现封孔过程的远程控制, 且不需要搅拌机等装备对材料混合。 通过 无机吸水材料的吸水特性, 就能使材料完全反应, 生成的柔性充填材料实现了液体封孔 气体的钻孔封孔原理。 褶皱膨胀袋表面布满褶皱, 能够适应钻孔内部凸凹不平表面; 褶 皱膨胀袋上面开有若干小孔, 袋子注满后柔性充填材料能够从小孔渗透入钻 孔壁面, 和 钻孔能够结合为一体, 褶皱膨胀袋注满材料后最大膨胀率可达到 30%。 其方法简单、 封 孔效果好、 瓦斯抽采浓度高、 抽采时间长、 操作简单、 成本低, 在本技术领域内具有广 泛的实用性。
附图说明
图 1是本发明的钻孔封孔实施例示意图。
图 2是本发明的结构示意图。
图中: 1 钻孔, 2 瓦斯抽采管, 3—注浆管, 4一回浆管, 5 褶皱膨胀袋, 6—前 金属固定套, 7—后金属固定套, 8—褶皱, 9 小孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作进一步的描 述:
在图 1中, 本发明的柔性充填材料钻孔封孔装置及方法, 包括套装在在瓦斯抽采管 2上的褶皱膨胀袋 5, 褶皱膨胀袋 5的两端均设有前金属固定套 6、 后金属固定套 7, 褶 皱膨胀袋 5内位于瓦斯抽采管 2上方插装有进入到褶皱膨胀袋 5底部的回浆管 4,褶皱膨 胀袋 5内位于瓦斯抽采管 2下方插装有进入到褶皱膨胀袋 5前部的注浆管 3,所述的褶皱 膨胀袋 5的袋壁上开有若干直径为 1cm的小孔 9; 褶皱膨胀袋 5的长度为 1.5-5m, 袋子 由具有膨胀性、 柔韧性的橡胶做成, 褶皱膨胀袋注满材料后最大膨胀率可达到 30%。 所 述前金属固定套 7上钻有使瓦斯抽采管 2穿过的孔, 后金属固定套 6上分别钻有使瓦斯 抽采管 2、 注浆管 3、 回浆管 4穿过的三个孔。
利用上述装置实现的柔性充填材料钻孔封孔方 法如下:
a. 按常规施工好钻孔 1, 先将袋壁上开有若干小孔 9的褶皱膨胀袋 5套装在瓦斯抽 采管 2上,褶皱膨胀袋 5袋壁上的小孔 9直径为 lcm,褶皱膨胀袋 5的直径略大于钻孔 1 的直径;褶皱膨胀袋 5的两端分别用前金属固定套 6、后金属固定套 7固定在瓦斯抽采管 2上, 瓦斯抽采管 2的前端露出金属固定套 7的长度为 lm, 瓦斯抽采管 2直径为 60mm, 回浆管 4和注浆管 3直径均为 19mm;
b. 将注浆管 3和回浆管 4分别穿过褶皱膨胀袋 5后端连接的金属固定套 6,插入到 长度为 1.5-5m的褶皱膨胀袋 5内, 注浆管 3插入褶皱膨胀袋 5内的长度为 0.2m, 回浆管 4插入褶皱膨胀袋 5内的长度为 1.2m~4.5m;
c. 将装有褶皱膨胀袋 5的瓦斯抽采管 2送入钻孔 1内,通过注浆管 3向褶皱膨胀袋 5内柔性充填材料, 待回浆管 4回浆时, 停止注入, 完成对抽采钻孔 1的封孔; 所述注入 的柔性充填材料由质量百分比为 1:10的无机吸水材料和水混合反应而成。 所注的无机吸 水材料包括粉煤灰、 粘土。
由于褶皱膨胀袋 5含有若干小孔 9,柔性充填材料可以从小孔 9渗出,渗入到钻孔 1 周围裂隙, 与煤壁充分结合, 从而实现对抽采钻孔 1的有效封孔。