專利名稱：兩堵封孔器以及封堵注漿方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及封孔器具領(lǐng)域，尤其是涉及一種封孔器以及封堵注漿方法。
背景技術(shù)：
根據(jù)《防突管理規(guī)定》鉆孔封孔段長度由原來的5-8米增加至15-18米，現(xiàn)有的封孔工藝已滿足不了安全生產(chǎn)的需要，現(xiàn)有的瓦斯抽放孔封孔主要以聚氨酯類材料封孔，但是對于聚氨酯封孔材料在配方確定的情況下發(fā)泡時間是固定的，發(fā)泡初期發(fā)泡劑屬于可流動的液體，由于各礦的瓦斯抽放孔長短、封空長度要求不一以及孔的仰俯角度也有所不同，各礦地質(zhì)條件、煤層走向以及矸石的夾雜導致抽放孔的直線度參差不齊，以及大塊煤渣的清理不干凈都會導致封孔管捆綁聚氨酯帶插入不方便；對于大角度的仰角、俯角孔，發(fā)泡劑的初期流動性很難控制也導致封孔達不到要求，因此聚氨酯封空存在著如下缺點: 1、對于封孔角度比較大的封空，由于聚氨酯存在流動性，封空的位置很難固定，達不到封空效果，對于大俯角的封空還會出現(xiàn)聚氨酯料流動到孔底部，堵塞瓦斯抽放管，影響瓦斯的抽放； 2、對于孔內(nèi)有孔裂的情況，由于聚氨酯的量是一定的發(fā)泡倍數(shù)也是一定，因此不能完全封堵孔，影響封孔效果； 3、有時發(fā)泡過快在瓦斯管道還沒有插入到要求位置，聚氨酯就已經(jīng)發(fā)泡漲破使封空不到位； 4、由于地理條件的復雜性有時鉆孔存在彎曲，以及孔內(nèi)煤渣清理不干凈的情況也會因為瓦斯抽放管插不到合適位置而聚氨酯發(fā)泡就已經(jīng)發(fā)泡，影響鉆孔的封堵； 5、聚氨酯封孔后經(jīng)過長時間的接觸空氣有時還存在萎縮現(xiàn)象使孔的封堵密封不嚴，瓦斯泄漏影響瓦斯的抽采； 6、聚氨酯屬于高分子材料，易燃性比較高，存在安全隱患； 7、聚氨酯的導電性能差，對于靜電的防止比較差，對于高瓦斯環(huán)境的安全有隱患作用； 8、聚氨酯受環(huán)境溫度的影響也比較大，在溫度比較低的情況下發(fā)泡時間就相當緩慢，影響封孔效果。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可以控制封孔時間的兩堵封孔器以及封堵注漿方法，可以在瓦斯抽放管插入適當位置后才開始注漿，顯著提高封堵效果，同時避免了聚氨酯封堵的安全隱患。
本發(fā)明的技術(shù)方案是: 兩堵封孔器，包括瓦斯抽放管，還包括第一膨脹囊袋、第二膨脹囊袋和注漿管，所述第一膨脹囊袋、第二膨脹囊袋為彈性囊袋且并列設(shè)置，所述瓦斯抽放管從第一膨脹囊袋、第二膨脹囊袋穿過，所述瓦斯抽放管前端連接有瓦斯抽放孔管，所述瓦斯抽放管與第一膨脹囊袋、第二膨脹囊袋連接處均密封；所述注漿管從第一膨脹囊袋穿過，注漿管從第二膨脹囊袋的一側(cè)穿入，注漿管的前端位于第二膨脹囊袋內(nèi)，所述前端的端部密封，所述注漿管與第一膨脹囊袋、第二膨脹囊袋的連接處均密封；所述注漿管在第一膨脹囊袋內(nèi)設(shè)有第一氣孔，所述注漿管在第二膨脹囊袋內(nèi)設(shè)有第二氣孔，所述注漿管在第一膨脹囊袋和第二膨脹囊袋之間設(shè)有第三氣孔，所述第一、二氣孔上設(shè)有氣體單向閥，所述第三氣孔上設(shè)有氣體順序閥。
所述氣體順序閥為兩端固定密封在注漿管上的封閉式橡膠管，固定密封的兩端位于第三氣孔的兩側(cè)。
所述氣體單向閥為一端固定密封在注漿管上的單開式橡膠管，固定密封的一端位于第一氣孔或第二氣孔的一側(cè)。
所述第一膨脹囊袋和第二膨脹囊袋之間間距為15-18米。
所述彈性囊袋為橡膠囊袋。
所述瓦斯抽放管由管子連接組成，管子連接處位于第一膨脹囊袋以及第二膨脹囊袋的兩側(cè)。
所述注漿管與瓦斯抽放管并行。
首先，將第一膨脹囊袋和第二膨脹囊袋的囊袋固定在瓦斯抽放管上，第一膨脹囊袋和第二膨脹囊袋在未充氣情況屬于縮小狀態(tài)，輕松插入瓦斯抽放孔中；注漿管在第一膨脹囊袋設(shè)有第一氣孔，注漿管在第二膨脹囊袋內(nèi)設(shè)有第二氣孔，第一氣孔和第二氣孔設(shè)有氣體單向閥；注漿管在第一膨脹囊袋和第二膨脹囊袋之間設(shè)有第三氣孔，第三氣孔上設(shè)有順序閥； 在插入到瓦斯抽放孔的合適位置之后，先對注漿管進行充氣使第一膨脹囊袋和第二膨脹囊袋膨脹，隨著第一膨脹囊袋和第二膨脹囊袋的膨脹，第一膨脹囊袋和第二膨脹囊袋的囊袋接觸到抽放孔的孔壁；繼續(xù)充氣提高囊袋的壓力，當達到順序閥的壓力設(shè)定值后，注漿管的第三氣孔上的順序閥打開，此時完成封堵； 然后對注漿管進行注漿，由于第一膨脹囊袋和第二膨脹囊袋的氣囊存在一定壓力，漿液會隨著注漿管通過第二氣孔流進注漿帶位置，完成注漿封孔。
所述順序閥包括封閉式橡膠管，所述封閉式橡膠管在達到橡膠管的壓力設(shè)定值后爆破。
本發(fā)明針對現(xiàn)有聚氨酯封孔存在的缺點提出了兩堵封孔器采用兩端氣囊袋充氣封堵，然后進行注漿的工藝技術(shù)克服現(xiàn)有聚氨酯封孔的缺陷。
本發(fā)明的創(chuàng)新點: 1、瓦斯抽放管的兩端采用膨脹式囊袋封孔，囊袋采用高彈橡膠，其膨脹系數(shù)大，封孔嚴密； 2、封孔、注漿采用集成一體式管子，在彈性囊袋膨脹封孔之后，薄壁橡膠管口爆破，然后進行注衆(zhòng); 3、囊袋的充氣采用單向式充氣，在注漿口爆破后膨脹囊袋氣體不會倒流、不會卸壓； 4、注漿口采用薄壁橡膠管(高彈橡膠)，在氣囊壓力達到設(shè)定值后，會自動爆破，然后進行注漿。


圖1是本發(fā)明兩堵封孔器的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1中封閉式橡膠管爆破后的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明的充氣注漿控制原理圖。
具體實施方式
如圖1所示，本發(fā)明包括瓦斯抽放管1、注漿管5和多孔的瓦斯抽放孔管4，瓦斯抽放孔管4螺紋連接在瓦斯抽放管I前端端部，瓦斯抽放管I與瓦斯抽放孔管4同軸且直徑相同。瓦斯抽放管I由多根管徑相同的管通過螺紋連接，這樣在安裝和拆卸時都非常方便。
本發(fā)明還包括第一膨脹囊袋2、第二膨脹囊袋3，第一膨脹囊袋2、第二膨脹囊袋3為彈性囊袋，呈空心囊狀，本發(fā)明采用的是橡膠囊袋。瓦斯抽放管I從第一膨脹囊袋2、第二膨脹囊袋3穿過，第一膨脹囊袋2、第二膨脹囊袋3的囊袋內(nèi)部為空腔，在充氣后為圓柱形。第一膨脹囊袋2、第二膨脹囊袋3與瓦斯抽放管I的連接處完全密封。第一膨脹囊袋2和第二膨脹囊袋3之間間距可根據(jù)實際需求定制，本實施例為15-18米。第二膨脹囊袋3位于瓦斯抽放管I的前端。
注漿管5與瓦斯抽放管I穿過各囊袋時應(yīng)互不干擾，優(yōu)選的方式是二者平行，注漿管5的管徑較細，注漿管5穿過第一膨脹囊袋2、第二膨脹囊袋3，注漿管5與第一膨脹囊袋2、第二膨脹囊袋3連接處同樣也是密封結(jié)構(gòu)。但注漿管5的前端封在第二膨脹囊袋3內(nèi)而并未穿透。
注漿管5上設(shè)有三個氣孔，注漿管5在第一膨脹囊袋2內(nèi)開設(shè)有第一氣孔6，在第二膨脹囊袋3內(nèi)開設(shè)有第二氣孔7，第一氣孔6、第二氣孔7由單開式橡膠管9封閉，這兩處的單開式橡膠管9 一端被完全密封固定，另一端在一定壓力作用下可以打開，其作用等同于氣體單向閥。注漿管5在第一膨脹囊袋2和第二膨脹囊袋3之間設(shè)有第三氣孔8，由封閉式橡膠管11封閉，但該處的橡膠管兩端均被密封固定，封閉式橡膠管11在超過設(shè)定壓力后會自我爆破。另兩處的單開式橡膠管9由于有一端未被密封固定，所以不會自我爆破，其作用等同于氣體順序閥。單開式橡膠管9和封閉式橡膠管11的材質(zhì)均為薄壁橡膠管。
如圖2所示，在第三氣孔8上密封的封閉式橡膠管11爆破后，第三氣孔8就成為了注漿口 8a，從注漿管5注入的漿液就會從注漿口 8a (即第三氣孔8)溢出。
封堵方法: 第一膨脹囊袋2和第二膨脹囊袋3的囊袋固定在瓦斯抽放管I上，第一膨脹囊袋2和第二膨脹囊袋3的材質(zhì)本身屬于柔性體，在未充氣情況屬于縮小狀態(tài)，可以很輕松插入瓦斯抽放孔10中；在插入到瓦斯抽放孔10的合適位置之后，首先對注漿管5進行充氣使第一膨脹囊袋2和第二膨脹囊袋3膨脹，隨著第一膨脹囊袋2和第二膨脹囊袋3的膨脹，它們接觸瓦斯抽放孔10的孔壁，囊袋的壓力仍在不斷上升，當達到壓力設(shè)定值后，第三氣孔8上的封閉式橡膠管11爆破，此時完成封堵。
如圖2所示，然后對注漿管5進行注漿，由于氣囊存在一定壓力，漿液會隨著注漿管5通過注漿口 8a (即第三氣孔8)流進注漿帶12位置(注漿帶12指第一膨脹囊袋2和第二膨脹囊袋3之間所圍成的空間)，完成注漿封孔。
如圖3所示，注漿管5的管路上依次設(shè)有氣體單向閥13、14，以及氣體順序閥15，氣體單向閥13、14分別對應(yīng)控制第一膨脹囊袋2和第二膨脹囊袋3，氣體順序閥15控制第三氣孔8。充氣注漿控制原理:首先對注漿管5的管路充高壓氣體，氣體從各氣孔排出，第一膨脹囊袋2和第二膨脹囊袋3膨脹；待囊袋漲大壓力上升到順序閥15壓力時，順序閥15爆破，單向閥13、14進行單向鎖死，第一膨脹囊袋2和第二膨脹囊袋3處于膨脹狀態(tài)，然后通過注漿孔8a進行注漿封孔。順序閥15即圖1中的封閉式橡膠管11，單向閥13、14即圖1中的單開式橡膠管9。
由于水泥漿液的自身特點，其不存在可燃的和產(chǎn)生靜電的危險，因此不會存在安全隱患，另外注漿是在瓦斯抽放管I帶著第一膨脹囊袋2、第二膨脹囊袋3 —起插入合適位置后才進行封孔、注漿的，因此也不存在時間的要求。
權(quán)利要求
1.兩堵封孔器，包括瓦斯抽放管，其特征在于:還包括第一膨脹囊袋、第二膨脹囊袋和注漿管，所述第一膨脹囊袋、第二膨脹囊袋為彈性囊袋且并列設(shè)置，所述瓦斯抽放管從第一膨脹囊袋、第二膨脹囊袋穿過，所述瓦斯抽放管前端連接有瓦斯抽放孔管，所述瓦斯抽放管與第一膨脹囊袋、第二膨脹囊袋連接處均密封；所述注漿管從第一膨脹囊袋穿過，注漿管從第二膨脹囊袋的一側(cè)穿入，注漿管的前端位于第二膨脹囊袋內(nèi)，所述前端的端部密封，所述注漿管與第一膨脹囊袋、第二膨脹囊袋的連接處均密封；所述注漿管在第一膨脹囊袋內(nèi)設(shè)有第一氣孔，所述注漿管在第二膨脹囊袋內(nèi)設(shè)有第二氣孔，所述注漿管在第一膨脹囊袋和第二膨脹囊袋之間設(shè)有第三氣孔，所述第一、二氣孔上設(shè)有氣體單向閥，所述第三氣孔上設(shè)有氣體順序閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩堵封孔器，其特征在于:所述氣體順序閥為兩端固定密封在注漿管上的封閉式橡膠管，固定密封的兩端位于第三氣孔的兩側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的兩堵封孔器，其特征在于:所述氣體單向閥為一端固定密封在注漿管上的單開式橡膠管，固定密封的一端位于第一氣孔或第二氣孔的一側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的兩堵封孔器，其特征在于:所述第一膨脹囊袋和第二膨脹囊袋之間間距為15-18米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的兩堵封孔器，其特征在于:所述彈性囊袋為橡膠囊袋。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的兩堵封孔器，其特征在于:所述瓦斯抽放管由管子連接組成，管子連接處位于第一膨脹囊袋以及第二膨脹囊袋的兩側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的兩堵封孔器，其特征在于:所述注漿管與瓦斯抽放管并行。
8.采用如權(quán)利要求r7所述兩堵封孔器的封堵注漿方法，其特征在于: 首先，將第一膨脹囊袋和第二膨脹囊袋的囊袋固定在瓦斯抽放管上，第一膨脹囊袋和第二膨脹囊袋在未充氣情況屬于縮小狀態(tài)，輕松插入瓦斯抽放孔中；注漿管在第一膨脹囊袋設(shè)有第一氣孔，注漿管在第二膨脹囊袋內(nèi)設(shè)有第二氣孔，第一氣孔和第二氣孔設(shè)有氣體單向閥；注漿管在第一膨脹囊袋和第二膨脹囊袋之間設(shè)有第三氣孔，第三氣孔上設(shè)有順序閥； 在插入到瓦斯抽放孔的合適位置之后，先對注漿管進行充氣使第一膨脹囊袋和第二膨脹囊袋膨脹，隨著第一膨脹囊袋和第二膨脹囊袋的膨脹，第一膨脹囊袋和第二膨脹囊袋的囊袋接觸到抽放孔的孔壁；繼續(xù)充氣提高囊袋的壓力，當達到順序閥的壓力設(shè)定值后，注漿管的第三氣孔上的順序閥打開，此時完成封堵； 然后對注漿管進行注漿，由于第一膨脹囊袋和第二膨脹囊袋的氣囊存在一定壓力，漿液會隨著注漿管通過第二氣孔流進注漿帶位置，完成注漿封孔。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的封堵注漿方法，其特征在于:所述順序閥包括封閉式橡膠管，所述封閉式橡膠管在達到橡膠管的壓力設(shè)定值后爆破。
全文摘要
兩堵封孔器，包括瓦斯抽放管，還包括第一膨脹囊袋、第二膨脹囊袋和注漿管，所述第一膨脹囊袋、第二膨脹囊袋為彈性囊袋且并列設(shè)置，所述瓦斯抽放管從第一膨脹囊袋、第二膨脹囊袋穿過，所述瓦斯抽放管前端連接有瓦斯抽放孔管，所述瓦斯抽放管與第一膨脹囊袋、第二膨脹囊袋連接處均密封；所述注漿管從第一膨脹囊袋穿過，注漿管從第二膨脹囊袋的一側(cè)穿入。本發(fā)明針對現(xiàn)有聚氨酯封孔存在的缺點提出了兩堵封孔器采用兩端氣囊袋充氣封堵，然后進行注漿的工藝技術(shù)克服現(xiàn)有聚氨酯封孔的缺陷。
文檔編號E21F7/00GK103195388SQ20131010416
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月28日
發(fā)明者翟華, 李敬東 申請人:鄭州煤炭工業(yè)(集團)有限責任公司, 鄭州遠見礦用設(shè)備有限公司, 平頂山市安泰華礦用安全設(shè)備制造有限公司