一種封孔裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種封孔裝置，主要用于礦山井下瓦斯治理的封孔設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]煤炭開(kāi)采的逐年延深，煤層中瓦斯含量亦隨之加大，高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井比例增加。瓦斯已成為當(dāng)前以致于今后煤炭生產(chǎn)嚴(yán)重的制約因素，是煤炭發(fā)展的主要瓶頸之一。在難抽采煤層要滿(mǎn)足這一要求難度是非常大的，甚至于在煤與瓦斯突出礦井中，一些礦不得已為此被迫關(guān)閉，要突破煤礦瓦斯桎梏，解決抽采難對(duì)當(dāng)前煤炭行業(yè)至關(guān)重要。礦井瓦斯不僅對(duì)煤炭生產(chǎn)安全有著巨大的威脅，對(duì)環(huán)境也有著很強(qiáng)的負(fù)面作用。瓦斯的主要成分就是甲烷，現(xiàn)有數(shù)據(jù)表明，甲烷對(duì)臭氧層的破壞是二氧化碳的16倍之多，所產(chǎn)生的溫室效應(yīng)則是二氧化碳的21倍。但是它又是清潔的高熱值能源，由于現(xiàn)有煤炭生產(chǎn)中對(duì)井下瓦斯處理技術(shù)上的缺陷，使得大量的煤層瓦斯不能高濃度排出，難以達(dá)到趨利避害之要求，使得井下瓦斯害盡顯、利難求。
[0003]瓦斯抽采的關(guān)鍵在于封孔，目前煤層瓦斯的抽采為在把抽放管安裝到鉆孔后，再采用有機(jī)材料或無(wú)機(jī)材料封堵，包括包括粘土人工封孔、發(fā)泡聚合材料封孔，水泥漿液封孔。粘土封孔:在抽放管的周?chē)命S泥或水泥，粘土封孔法對(duì)封孔的材料要求不高，但是對(duì)封孔的工藝要求卻很高。其受限于鉆孔長(zhǎng)度和粘土的軟硬度，很難將鉆孔封的密閉不透氣，稍有一個(gè)環(huán)節(jié)的疏忽都可以導(dǎo)致其鉆孔封閉不實(shí)。粘土封孔方法封孔長(zhǎng)度較短，黃泥遇水變軟，密實(shí)性不好，容易漏氣。采用黃泥、水泥團(tuán)人工封孔，鉆孔密封質(zhì)量差、作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)、勞動(dòng)強(qiáng)度大。發(fā)泡聚合材料封孔:在抽放管的周?chē)捎冒l(fā)泡聚合材料聚氨酯封孔，由于聚合材料發(fā)泡倍數(shù)高，質(zhì)量輕，具有工藝簡(jiǎn)單，密封可靠、封孔迅速等特點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。然而目前化學(xué)聚氨酯封孔技術(shù)主要是采用徒手封孔，封孔長(zhǎng)度只有3?5 m，不能有效封堵鉆孔瓦斯抽采松動(dòng)裂隙帶，瓦斯抽采濃度不高，發(fā)泡聚合材料封孔在煤層破碎帶尤其是在軟分層封孔時(shí)存在塌孔和漏氣嚴(yán)重現(xiàn)象，且其封孔材料成本高，操作要求高。同時(shí)有機(jī)化學(xué)封孔的材料反應(yīng)劇烈有產(chǎn)生高溫，有強(qiáng)烈的氣味生成，反應(yīng)速度太快，初凝時(shí)間不可調(diào)，封孔長(zhǎng)度不易控制。水泥漿液封孔:在抽放管的周?chē)盟酀{液封孔法是在孔口處安好止?jié){裝置后，將水泥漿液用注漿泵壓入鉆孔，可以封孔段較長(zhǎng)的鉆孔。但是水泥材料反應(yīng)速度慢，凝固后析水量大且干裂，易收縮，有效的封孔封孔長(zhǎng)度不理想，實(shí)現(xiàn)不了帶壓封孔。只適用于上向鉆孔，和下向鉆孔，對(duì)順層孔及小角度鉆孔密封不實(shí)，對(duì)大角度鉆孔的封孔長(zhǎng)度達(dá)不到理想的要求，不能封孔密閉的要求。
[0004]可見(jiàn)現(xiàn)有的封孔裝置及其應(yīng)用方法都存在一定的問(wèn)題，需要進(jìn)一步改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于解決當(dāng)前技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用安全方便、抽放和注漿一體化的封孔裝置，同時(shí)提供該封孔裝置的應(yīng)用方法，解決現(xiàn)有封孔過(guò)程中存在的密封效果不理想的問(wèn)題。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)手段是:一種封孔裝置，包括依次連接的管堵、空心花管、膨脹組件1、抽排同心管、爆炸組件、膨脹組件II以及注漿管、抽放管；所述抽排同心管設(shè)置三段，分別安裝與膨脹組件I和爆破組件，爆破組件和膨脹組件II之間，以及膨脹組件II和抽放管之間；所述抽排同心管為同軸心內(nèi)外雙管，在內(nèi)外管之間通過(guò)隔板連接形成隔離腔結(jié)構(gòu)，抽排同心管內(nèi)管連接注漿管；所述膨脹組件1、膨脹組件II由位于中間的抽排同心管和包裹在其外的濾水布組成，在抽排同心管的內(nèi)管上連接單向閥；所述爆炸組件由抽排同心管和安裝在抽排同心管內(nèi)管上的爆破閥組成。
[0007]進(jìn)一步的，所述膨脹組件I為一側(cè)濾水布，一側(cè)非透水布結(jié)構(gòu)，并設(shè)置指向?yàn)V水側(cè)
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[0008]進(jìn)一步的，所述封孔裝置的使用方法是:
一、安裝封孔器:首先將管堵安裝在空心花管的一頭，空心花管的另一頭連接膨脹組件I的一端，需根據(jù)膨脹組件I上的標(biāo)記方向進(jìn)行安裝，然后連接一段抽排同心管，把封孔裝置堵頭一端放入鉆孔中，露出孔口一端的抽排同心管上安裝爆破組件，再依次把另外的抽排同心管、爆破組件、膨脹組件II安裝在一起，保證膨脹組件II和膨脹組件I之間的距離符合設(shè)計(jì)的封孔長(zhǎng)度，整體送入鉆孔后，孔口預(yù)留15?20_的抽排同心管，再把注漿頭安裝到抽排同心管的內(nèi)管上，連接每一個(gè)接頭時(shí)都要用膠涂抹，以保證連接的強(qiáng)度可靠；
二、注漿:連接注漿泵上的進(jìn)風(fēng)管路和出漿管路，在注漿前要檢驗(yàn)設(shè)備和管路運(yùn)行是否正常，然后把注漿泵的吸漿管放入到含注漿材料的容器內(nèi)，打開(kāi)進(jìn)氣閥至出漿管的一端有漿液流出時(shí)關(guān)閉，把出漿管連接到注漿頭上，再一次打開(kāi)進(jìn)氣閥注漿，開(kāi)始注漿階段要?jiǎng)蛩僮{；當(dāng)觀(guān)察膨脹組件II注漿膨脹起來(lái)后可加大泵壓，待鉆孔孔口流出清水并水量明顯變小時(shí)，注漿泵的注漿速度由快變慢再由慢變快時(shí)，提高注漿的速度將泵壓調(diào)小，最后待吸漿速率明顯變慢，出現(xiàn)憋壓現(xiàn)象，壓力表顯示壓力達(dá)到1.0MPa以上，關(guān)泵停止注漿，對(duì)連接的管路泄壓后方可對(duì)注漿管和注漿頭進(jìn)行分離；
三、洗泵整理:注漿完成后要及時(shí)的進(jìn)行注漿泵的清洗工作，保證下一次的正常使用。
[0009]本發(fā)明的有益效果在于:抽放管和注漿系統(tǒng)一體化，無(wú)需外置封孔器，把抽放總成安裝到鉆孔后連接啟動(dòng)注漿泵即可實(shí)現(xiàn)整個(gè)鉆孔的自動(dòng)封孔，操作簡(jiǎn)便、高效；注漿時(shí)漿液首先通過(guò)抽放管內(nèi)的注漿通道充滿(mǎn)前后兩端的快速膨脹凝固裝置，對(duì)鉆孔形成有效支護(hù)，使封孔段鉆孔周?chē)纬筛邞?yīng)力區(qū)，避免封孔后持續(xù)產(chǎn)生裂隙，形成漏氣通道；快速膨脹，形成封孔腔帶壓注漿，注漿壓力不小于1.0MPa，促使?jié){液壓入鉆孔壁裂隙，充滿(mǎn)、封堵鉆孔周?chē)牧严?，降低其滲透性，起到封堵初期漏氣通道的作用；封孔長(zhǎng)度可根據(jù)鉆孔設(shè)計(jì)的要求改變抽排同心管的長(zhǎng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)封孔長(zhǎng)度的調(diào)節(jié)；一體化設(shè)計(jì)，節(jié)省大量的勞動(dòng)時(shí)間和人工成本，實(shí)現(xiàn)“兩堵一注”帶壓封孔的工藝，具有較好的密實(shí)封堵效果；封孔適應(yīng)性強(qiáng):可實(shí)現(xiàn)煤層、巖層、煤巖層混合鉆孔等特殊鉆孔封孔。
【附圖說(shuō)明】
[0010]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的闡述。
[0011]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明抽排同心管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖中:1、管堵，2、空心花管，3、膨脹組件1，4、抽排同心管，5、爆炸組件，6、膨脹組件II，7、注漿管，8、抽放管，9、內(nèi)管，10、單向閥，11、爆破閥。
【具體實(shí)施方式】
[0013]如圖1、2所示的一種封孔裝置，包括依次連接的管堵1、空心花管2、膨脹組件13、抽排同心管4、爆炸組件5、膨脹組件116以及注漿管7、抽放管8 ;所述抽排同心管4設(shè)置三段，分別安裝與膨脹組件13和爆破組件5，爆破組件5和膨脹組件116之間，以及膨脹組件116和抽放管8之間；