專利名稱：煤礦井下瓦斯多參數(shù)測(cè)試封孔裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及公開了一種煤礦井下瓦斯多參數(shù)測(cè)試封孔裝置可進(jìn)行煤礦井下壓力測(cè)試、瓦斯流量測(cè)試、瓦斯流量衰減系數(shù)測(cè)試、煤層透氣性系數(shù)測(cè)試等瓦斯相關(guān)參數(shù)測(cè)試及瓦斯抽采的高效簡(jiǎn)易封孔設(shè)備。
背景技術(shù)：
煤層瓦斯壓力作為重要的煤層瓦斯參數(shù)之一，對(duì)礦井的性質(zhì)(低瓦斯礦井、高瓦斯礦井、突出礦井)、瓦斯涌出量預(yù)測(cè)及瓦斯治理等具有重要指導(dǎo)作用。煤層瓦斯壓力測(cè)試的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到了礦井的安全生產(chǎn)。同時(shí)，煤層瓦斯流量、瓦斯流量衰減系數(shù)、煤層透氣性系數(shù)等的測(cè)試與煤層瓦斯抽采的質(zhì)與量也有密切關(guān)系，這些參數(shù)測(cè)試的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到了煤層抽采設(shè)備的選型、抽采管路的選擇，瓦斯抽采的效果。 當(dāng)前我國(guó)煤層瓦斯壓力、瓦斯流量等參數(shù)的測(cè)試的主要封孔材料有聚氨酯、水泥砂漿、馬麗散等。封孔設(shè)備(封孔泵)一般以風(fēng)或電為動(dòng)力，操作較為困難，馬麗散等專用封孔泵還需要專業(yè)技術(shù)人員對(duì)其進(jìn)行封孔，操作較為復(fù)雜。并且封孔泵價(jià)格較高。膠圈粘液封孔(第四代(MWYZ-HIV)瓦斯壓力測(cè)試儀)作為一種新型的瓦斯壓裂測(cè)試封孔裝置，封孔效果較好，但在封孔的整個(gè)過程中需要專人時(shí)刻觀測(cè)封孔膠囊的壓力，一旦壓力下降，要立即對(duì)其進(jìn)行充壓，否則會(huì)影響封孔質(zhì)量，并且該設(shè)備成本相對(duì)較高。煤層瓦斯抽采作為治理瓦斯的重要途徑為我國(guó)絕大多數(shù)高突礦井所采用，封孔效果的好壞嚴(yán)重制約著瓦斯的抽采效果?！斗乐蚊号c瓦斯突出規(guī)定》第五十條“預(yù)抽瓦斯鉆孔封堵必須嚴(yán)密。穿層鉆孔的封孔段長(zhǎng)度不得小于5m，順層鉆孔的封孔段長(zhǎng)度不得小于Sm”。但由于井下巷道條件、工人操作水平等因素的制約，目前難以靠人力封到要求長(zhǎng)度。相關(guān)科研企業(yè)也研究了專門用于瓦斯抽采的封孔設(shè)備，但由于操作較為繁瑣，工人不愿意使用，并沒有得到很好的推廣和應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于煤礦井下煤層瓦斯多參數(shù)測(cè)試的高效簡(jiǎn)易封孔設(shè)備。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種用于煤礦井下煤層瓦斯多參數(shù)測(cè)試封孔裝置，包括頂部設(shè)有進(jìn)料口、底部設(shè)有出料口的箱體，箱體內(nèi)豎直設(shè)有攪拌軸，攪拌軸上設(shè)有動(dòng)力葉片以及攪拌葉片；箱體上設(shè)有進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口，所述進(jìn)風(fēng)口對(duì)應(yīng)設(shè)置于動(dòng)力葉片一側(cè)，出風(fēng)口設(shè)置于動(dòng)力葉片另一側(cè)，進(jìn)風(fēng)口與高壓風(fēng)管連接。所述進(jìn)料口、出料口、進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口均設(shè)有球閥。所述箱體為頂部設(shè)有密封頂蓋的密封箱體。箱體內(nèi)水平設(shè)有軸承支架，軸承支架與攪拌軸之間設(shè)有深溝球軸承；密封頂蓋下表面設(shè)有與攪拌軸配合的圓錐滾子軸承。
所述動(dòng)力葉片與攪拌葉片為上下設(shè)置，軸承支架位于動(dòng)力葉片與攪拌葉片之間。使用時(shí)，進(jìn)風(fēng)口接礦方已有的通風(fēng)管路，即礦用風(fēng)壓(一般工作面風(fēng)管風(fēng)壓大于O. 4MPa)，高壓風(fēng)通過進(jìn)風(fēng)口注入箱體，通過出風(fēng)口連至外界大氣，利用進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口產(chǎn)生的風(fēng)壓差使正對(duì)進(jìn)風(fēng)口的動(dòng)力葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)攪拌葉片進(jìn)行攪拌。同時(shí)，在壓風(fēng)的作用下使攪拌箱體內(nèi)材料通過出料口注入已施工完成的待封鉆孔中，以該風(fēng)壓為設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)力，同時(shí)，風(fēng)壓的大小決定了垂直封孔的深度。進(jìn)料口可根據(jù)具體封孔需要注入不同材料，若用水泥砂漿進(jìn)行封孔測(cè)壓，首先通過進(jìn)料口注入水，之后再注入水泥和砂子，通過攪拌葉片攪拌使之混合均勻，在風(fēng)管風(fēng)壓為O. 4MPa時(shí)，使用該裝置進(jìn)行測(cè)壓封孔，封孔長(zhǎng)度不小于20m。用聚氨酯進(jìn)行抽采鉆孔封孔，可將兩種聚氨酯A液和B液同時(shí)通過進(jìn)料口注入攪拌 箱體，進(jìn)行封孔。出風(fēng)口也可用作觀察口。本發(fā)明具有封孔長(zhǎng)度長(zhǎng)、制作成本低、操作簡(jiǎn)單、封孔效率高、易于維護(hù)、便于搬運(yùn)、井下適用地點(diǎn)廣、可重復(fù)使用等特點(diǎn)。能夠低成本高效率的解決目前的瓦斯壓力測(cè)試?yán)щy、抽采孔封孔長(zhǎng)度短等技術(shù)難題。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是動(dòng)力葉片的軸向結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式由圖I和圖2所示的一種煤礦井下瓦斯多參數(shù)測(cè)試封孔裝置，包括頂部設(shè)有密封頂蓋I的密封箱體5，密封頂蓋I上設(shè)有進(jìn)料口 3，密封箱體5底端設(shè)有出料口 18，密封箱體5底部設(shè)有支座20，密封箱體5上兩側(cè)邊設(shè)有進(jìn)風(fēng)口 10和出風(fēng)口 12，密封箱體5內(nèi)豎直設(shè)有攪拌軸7，攪拌軸7上下設(shè)置有動(dòng)力葉片6和攪拌葉片17，動(dòng)力葉片6的三片葉周向均勻分布，g卩α為120°。動(dòng)力葉片6和攪拌葉片17之間的密封箱體5內(nèi)水平設(shè)有軸承支架11，密封箱體5內(nèi)固設(shè)有固定支架14，軸承支架11通過螺栓16固定連接于密封箱體5內(nèi)，軸承支架11與攪拌軸7之間設(shè)有深溝球軸承15，密封頂蓋I下表面設(shè)有與攪拌軸7配合的圓錐滾子軸承2。所述進(jìn)風(fēng)口 10對(duì)應(yīng)設(shè)置于動(dòng)力葉片6 —側(cè)，出風(fēng)口 12設(shè)置于動(dòng)力葉片6另一側(cè)，進(jìn)風(fēng)口 10與高壓風(fēng)管21連接，所述進(jìn)料口 3、出料口 18、進(jìn)風(fēng)口 10和出風(fēng)口 12上分別設(shè)有進(jìn)料口球閥4、出料口球閥19、進(jìn)風(fēng)口球閥9和出風(fēng)口 13球閥。具體使用過程如下(I)進(jìn)風(fēng)口 10接礦有的高壓風(fēng)管21，出料口 18接封孔注入軟管；(2)關(guān)閉進(jìn)風(fēng)口球閥9、出料口球閥19，打開進(jìn)料口球閥4及出風(fēng)口球閥13。通過進(jìn)料口 3注入封孔材料到箱體5內(nèi)，至出風(fēng)口 12有封孔材料溢出，停止從進(jìn)料口 3注入封孔材料。關(guān)閉進(jìn)料口球閥4。(3)開啟進(jìn)風(fēng)口球閥9，輸入高壓風(fēng)，高壓風(fēng)吹動(dòng)動(dòng)力葉片6轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)攪拌葉片17進(jìn)行攪拌，根據(jù)攪拌材料不同確定攪拌時(shí)間。攪拌完成后，關(guān)閉出風(fēng)口球閥13，開啟出料口球閥19，封孔材料通過出料口 18經(jīng)封孔管注入鉆孔內(nèi)進(jìn)行封孔，停止封孔時(shí)關(guān)閉進(jìn)風(fēng)口球閥9 ；(4)封孔完成后，開啟出風(fēng)口球閥13、進(jìn)料口球閥4，關(guān)閉出料口球閥19，注入清水后開啟進(jìn)風(fēng)口球閥9，對(duì)箱體5等進(jìn)行清洗。長(zhǎng)期使用后可開啟密封頂蓋1，松掉螺栓16，取出動(dòng)力葉片6、攪拌葉片17，攪拌軸7進(jìn)行清洗。使用時(shí)，進(jìn)風(fēng)口 10通過高壓風(fēng)管21接礦方已有的通風(fēng)管路，即礦用風(fēng)壓(一般工作面風(fēng)管風(fēng)壓大于O. 4MPa)，高壓風(fēng)通過進(jìn)風(fēng)口 10注入箱體5，通過出風(fēng)口 12連至外界大氣，利用進(jìn)風(fēng)口 10與出風(fēng)口 12產(chǎn)生的風(fēng)壓差使正對(duì)進(jìn)風(fēng)口 10的動(dòng)力葉片6轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)攪拌葉片17進(jìn)行攪拌。同時(shí)，在壓風(fēng)的作用下使攪拌箱體5內(nèi)材料通過出料口 18注入已施工完成的待封鉆孔中，以該風(fēng)壓為設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)力，同時(shí)，風(fēng)壓的大 小決定了垂直封孔的深度。進(jìn)料口 3可根據(jù)具體封孔需要注入不同材料，若用水泥砂漿進(jìn)行封孔測(cè)壓，首先通過進(jìn)料口 3注入砂子，之后再注入水泥和砂子，通過攪拌葉片17攪拌使之混合均勻，在高壓風(fēng)管21風(fēng)壓為O. 4MPa時(shí)，使用該裝置進(jìn)行測(cè)壓封孔，封孔長(zhǎng)度不小于20m。用聚氨酯進(jìn)行抽采鉆孔封孔，可將兩種聚氨酯A液和B液同時(shí)通過進(jìn)料口 3注入攪拌箱體5，進(jìn)行封孔。出風(fēng)口 12也可用作觀察口。
權(quán)利要求
1.一種煤礦井下瓦斯多參數(shù)測(cè)試封孔裝置，其特征在于包括頂部設(shè)有進(jìn)料ロ、底部設(shè)有出料ロ的箱體，箱體內(nèi)豎直設(shè)有攪拌軸，攪拌軸上設(shè)有動(dòng)カ葉片以及攪拌葉片；箱體上設(shè)有進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)ロ，所述進(jìn)風(fēng)ロ對(duì)應(yīng)設(shè)置于動(dòng)カ葉片ー側(cè)，出風(fēng)ロ設(shè)置于動(dòng)カ葉片另ー側(cè)，進(jìn)風(fēng)ロ與高壓風(fēng)管連接。
2.如權(quán)利要求2所述的煤礦井下瓦斯多參數(shù)測(cè)試封孔裝置，其特征在于所述進(jìn)料ロ、出料ロ、進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)ロ均設(shè)有球閥。
3.如權(quán)利要求1-3所述的煤礦井下瓦斯多參數(shù)測(cè)試封孔裝置裝置，其特征在于所述箱體為頂部設(shè)有密封頂蓋的密封箱體。
4.如權(quán)利要求4所述的煤礦井下瓦斯多參數(shù)測(cè)試封孔裝置，其特征在于箱體內(nèi)水平設(shè)有軸承支架，軸承支架與攪拌軸之間設(shè)有深溝球軸承；密封頂蓋下表面設(shè)有與攪拌軸配合的圓錐滾子軸承。
5.如權(quán)利要求5所述的煤礦井下瓦斯多參數(shù)測(cè)試封孔裝置，其特征在于所述動(dòng)カ葉片與攪拌葉片為上下設(shè)置，軸承支架位于動(dòng)カ葉片與攪拌葉片之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種煤礦井下瓦斯多參數(shù)測(cè)試封孔裝置，包括頂部設(shè)有進(jìn)料口、底部設(shè)有出料口的箱體，箱體內(nèi)豎直設(shè)有攪拌軸，攪拌軸上設(shè)有動(dòng)力葉片以及攪拌葉片；箱體上設(shè)有進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口，所述進(jìn)風(fēng)口對(duì)應(yīng)設(shè)置于動(dòng)力葉片一側(cè)，出風(fēng)口設(shè)置于動(dòng)力葉片另一側(cè)，進(jìn)風(fēng)口與高壓風(fēng)管連接。本發(fā)明是一種用于煤礦井下壓力測(cè)試、瓦斯流量測(cè)試、瓦斯流量衰減系數(shù)測(cè)試、煤層透氣性系數(shù)測(cè)試等瓦斯相關(guān)參數(shù)測(cè)試及瓦斯抽采的高效簡(jiǎn)易封孔設(shè)備。
文檔編號(hào)E21B33/13GK102678164SQ201110062670
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2011年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月9日
發(fā)明者倪小明, 劉曉, 張麗梅, 藺海曉 申請(qǐng)人:河南理工大學(xué)