本實用新型涉及煤礦開采裝置，具體地說涉及一種煤礦井下一段式水密封裝置。
背景技術：
瓦斯抽采是煤礦瓦斯治理的根本措施和主要途徑，而抽采鉆孔的封孔效果對抽采效果有著很大的影響，主要表現為鉆孔密封效果差，鉆孔漏氣現象嚴重，瓦斯抽采濃度很低。這進而導致很多礦區(qū)的瓦斯抽采濃度達不到可以利用的濃度，瓦斯利用率低下，大量的瓦斯被排放到空氣中，不僅造成瓦斯資源的巨大浪費，也對大氣造成了污染。
目前最常用的封孔方法是通過聚氨酯封堵鉆孔內抽采管兩端，然后在中間注入水泥砂漿來實現封孔。這個方法存在很大的問題，由于井下工作環(huán)境很差，水泥砂漿材料的配比及攪拌受到的影響因素很多，很難嚴格按照配比要求進行操作，并且封孔工藝也比較繁瑣。由于隨著煤層瓦斯的抽采，鉆孔會發(fā)生變形，而水泥砂漿和聚氨酯材料硬化固結后，形狀難以隨著鉆孔孔形的變化而變化，最終密封效果變差，漏氣嚴重。
技術實現要素：
發(fā)明目的：本實用新型的目的是提供一種煤礦井下適應鉆孔形狀煤礦井下一段式水密封的裝置。
技術方案：為實現上述目的，本實用新型的一種煤礦井下一段式水密封裝置，包括設于抽采鉆孔內的抽采管，在抽采管內設有一段注水管，所述注水管外周設有可充盈的第一膨脹管和第二膨脹管，注水管在第一膨脹管和第二膨脹管之間的部分設有從抽采管管壁穿出的第一支路，第一支路末端設有第一膨脹囊體；注水管分別對應第一膨脹管和第二膨脹管的部分各設有一條從抽采管管壁穿出的第二支路。
作為本實用新型的一種實施方式，直接向第一膨脹管和第二膨脹管注水充盈，以實現對礦井鉆孔的密封。所述第一支路經三通與注水管連接；第一支路的末端設有一個第一單向閥。所述第一膨脹囊體內還設有與第一單向閥連接的第一內囊，第一內囊和第一膨脹囊體之間充盈有水溶凝膠，所述第一膨脹囊體破裂時的壓力大于第一內囊破裂時的壓力。
作為本實用新型的優(yōu)選實施方式，利用水溶凝膠實現第一膨脹管和第二膨脹管的充盈，具體來說，所述兩個第二支路的末端設有第二膨脹囊體。
進一步地，所述第一膨脹囊體內設有與注水管連通的第一內囊，第一內囊和第一膨脹囊體之間充盈有水溶凝膠；所述兩個第二膨脹囊體內設有與注水管連通的第二內囊，第二內囊和第二膨脹囊體之間充盈有水溶凝膠。
進一步地，所述第一膨脹囊體破裂時的壓力大于第二膨脹囊體破裂時的壓力；所述第一膨脹囊體破裂時的壓力大于第一內囊破裂時的壓力，所述第二膨脹囊體破裂時的壓力大于第二內囊破裂時的壓力。
進一步地，所述第一支路經三通與注水管連接，第一支路的末端設有連接第一內囊的第一單向閥；所述第二支路經三通分別與注水管連接，兩條第二支路的末端分別設有一個第二單向閥，每個第二單向閥出口處各設有一個第二內囊。
本實用新型所述第一膨脹管和第二膨脹管至少設有一層橡膠層、以及一層限制膨脹體積的紡布層。一般來說，紡布層設于橡膠層外層，紡布層材料包括但不限于錦綸、滌綸、芳綸任意一種或多種布料混紡的組合。
本實用新型所述水溶凝膠包括但不限于丙凝、羧甲基纖維素鈉、水溶性尿醛樹脂的任意一種。所述水溶凝膠遇水后會形成具有較好抗壓性的凝膠狀物質，該凝膠狀物質滲入鉆孔周圍的裂隙中后有效的提高了封孔段的密封性。且水溶凝膠具有一定的保濕性和彈性，在抽采一段時間后，能隨著鉆孔的變性而變形，始終保持對鉆孔內壁裂隙的緊密封堵。
利用前述裝置密封鉆孔的方法，對于向第一膨脹管和第二膨脹管直接注水的方案，是向注水管持續(xù)加壓注水；
在P0時，第一膨脹管和第二膨脹管充水膨脹并擠壓鉆孔內壁，使第一膨脹管和第二膨脹管之間形成密閉空腔；
在P4時，第一單向閥打開，并開始向第一內囊注水；
在P5時，第一內囊破裂，水和水溶凝膠在第一膨脹囊體內混合形成溶膠；
在P6時，第一膨脹囊體破裂，溶膠填充于所述密閉空腔；
在P7時，停止注水；
其中，P0、P4、P5、P6、P7表示不同的注水壓力，P7＞P6＞P5＞P4＞P0。
利用前述裝置密封鉆孔的方法，作為本實用新型的優(yōu)選密封裝置的密封方案，是向注水管持續(xù)加壓注水，
在P1時，第二單向閥打開，并開始向第二內囊注水；
在P2時，第二內囊破裂，水和水溶凝膠在第二膨脹囊體內混合形成溶膠；
在P3時，第二膨脹囊體破裂，水和溶膠填充第一膨脹管和第二膨脹管，使其膨脹并擠壓鉆孔內壁，第一膨脹管和第二膨脹管之間形成密閉空腔；
在P4時，第一單向閥打開，并開始向第一內囊注水；
在P5時，第一內囊破裂，水和水溶凝膠在第一膨脹囊體內混合形成溶膠；
在P6時，第一膨脹囊體破裂，水和溶膠填充于所述密閉空腔；
在P7時，停止注水；
其中，P1至P7表示不同的注水壓力，P7＞P6＞P5＞P4＞P3＞P2＞P1。
須說明的是，本實用新型P1-P7的壓力根據第一膨脹管、第二膨脹管材料、堵漏長度、鉆孔直徑的不同而進行適應性調整。
有益效果：本實用新型的密封裝置利用流體充盈膨脹管實現對煤礦井鉆孔裂隙的上下游進行密閉，并提供了節(jié)省成本的水充盈、以及變形效果好的水溶凝膠充盈兩種方案；密閉后水和水溶凝膠混合形成溶膠，有效填充密閉空間。溶膠具有較好的保濕性和密封性，解決了現有的固體封孔材料在抽采一段時間后由于鉆孔變形而導致密封效果變差的缺陷，可以長期保持優(yōu)良的密封性能。
附圖說明
圖1是本實用新型實施例3的結構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本實用新型作更進一步的說明。
實施例1
一種煤礦井下一段式水密封裝置，包括設于抽采鉆孔內的抽采管，在抽采管內設有一段注水管，注水管外周設有可充盈的第一膨脹管和第二膨脹管，注水管在第一膨脹管和第二膨脹管之間的部分設有從抽采管管壁穿出的第一支路，第一支路末端設有第一膨脹囊體；注水管分別對應第一膨脹管和第二膨脹管的部分各設有一條從抽采管管壁穿出的第二支路。第一支路經三通與注水管連接；第一支路的末端設有一個第一單向閥。第一膨脹囊體內還設有與第一單向閥連接的第一內囊，第一內囊和第一膨脹囊體之間充盈有水溶凝膠，第一膨脹囊體破裂時的壓力大于第一內囊破裂時的壓力。
第一膨脹管和第二膨脹管至少設有一層橡膠層、以及一層限制膨脹體積的紡布層。一般來說，紡布層設于橡膠層外層，紡布層材料包括但不限于錦綸、滌綸、芳綸任意一種或多種布料混紡的組合。
水溶凝膠包括但不限于丙凝、羧甲基纖維素鈉、水溶性尿醛樹脂的任意一種。水溶凝膠遇水后會形成具有較好抗壓性的凝膠狀物質，該凝膠狀物質滲入鉆孔周圍的裂隙中后有效的提高了封孔段的密封性。且水溶凝膠具有一定的保濕性和彈性，在抽采一段時間后，能隨著鉆孔的變性而變形，始終保持對鉆孔內壁裂隙的緊密封堵。
實施例2
利用本實施例1的一段式密封裝置密封鉆孔的方法，向注水管持續(xù)加壓注水，隨著水壓的上升：
第一膨脹管和第二膨脹管充水膨脹并擠壓鉆孔內壁，使第一膨脹管和第二膨脹管之間形成密閉空腔；
在水壓升至0.5MPa時，第一單向閥打開，并開始向第一內囊注水；
水壓升至0.6MPa時，第一內囊破裂，水和水溶凝膠在第一膨脹囊體內混合形成溶膠；
水壓升至0.7MPa時，第一膨脹囊體破裂，溶膠填充于所述密閉空腔；
水壓升至1MPa時，停止注水；
其中，P0、P4、P5、P6、P7表示不同的注水壓力，P7＞P6＞P5＞P4＞P0。
實施例3
如圖1所示，一種煤礦井下一段式水密封裝置，包括設于抽采鉆孔內的抽采管1，在抽采管1內設有一段注水管2，注水管2外周設有可充盈的第一膨脹管3和第二膨脹管4，注水管2在第一膨脹管3和第二膨脹管4之間的部分設有從抽采管1管壁穿出的第一支路5，注水管2分別對應第一膨脹管3和第二膨脹管4的部分各設有一條從抽采管1管壁穿出的第二支路6。第一支路5末端設有第一膨脹囊體7；兩個第二支路6的末端各設有一個第二膨脹囊體8。
第一膨脹囊體7內設有與注水管2連通的第一內囊9，第一內囊9和第一膨脹囊體7之間充盈有水溶凝膠；兩個第二膨脹囊體8內設有與注水管2連通的第二內囊10，第二內囊10和第二膨脹囊體8之間充盈有水溶凝膠。
第一膨脹囊體7破裂時的壓力大于第二膨脹囊體8破裂時的壓力；第一膨脹囊體7破裂時的壓力大于第一內囊9破裂時的壓力，第二膨脹囊體8破裂時的壓力大于第二內囊10破裂時的壓力。
第一支路5經三通11與注水管2連接，第一支路5的末端設有連接第一內囊9的第一單向閥12；第二支路6經三通11分別與注水管2連接，兩條第二支路6的末端分別設有一個第二單向閥13，每個第二單向閥13出口處各設有一個第二內囊10。
實施例4
如圖1所示，利用實施例3所述的改良一段式密封裝置密封鉆孔的方法，向注水管2持續(xù)加壓注水，隨著水壓的上升：
在水壓升至0.2MPa時，第二單向閥13打開，并開始向第二內囊10注水；
在水壓升至0.3MPa時，第二內囊10破裂，水和水溶凝膠在第二膨脹囊體8內混合形成溶膠；
在水壓升至0.4MPa時，第二膨脹囊體8破裂，水和溶膠填充第一膨脹管3和第二膨脹管4，使其膨脹并擠壓鉆孔內壁，第一膨脹管3和第二膨脹管4之間形成密閉空腔14；
在水壓升至0.5MPa時，第一單向閥12打開，并開始向第一內囊9注水；
水壓升至0.6MPa時，第一內囊9破裂，水和水溶凝膠在第一膨脹囊體7內混合形成溶膠；
水壓升至0.7MPa時，第一膨脹囊體7破裂，水和溶膠填充于所述密閉空腔14；
水壓升至1MPa時，停止注水；
以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出：對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。