徑向膨脹瓦斯抽采封孔裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種煤層瓦斯抽采技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種徑向膨脹瓦斯抽采封孔裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]礦井瓦斯是嚴(yán)重威脅煤礦安全生產(chǎn)的主要因素之一。瓦斯爆炸和瓦斯突出是當(dāng)今煤礦的災(zāi)害之最，每年造成許多的人員傷亡和巨大的財(cái)產(chǎn)損失。因此，預(yù)防瓦斯災(zāi)害是對(duì)降低煤礦事故、保質(zhì)煤炭工業(yè)健康持續(xù)發(fā)展，具有重要意義。
[0003]瓦斯抽采是降低礦井瓦斯涌出量、防止瓦斯爆炸事故和防治煤與瓦斯突出災(zāi)害的重要措施。此外，瓦斯是優(yōu)質(zhì)的環(huán)保能源，抽采的瓦斯可作為燃料，用于民用和發(fā)電，同時(shí)也是重要的化工原料。因此瓦斯抽采具有重要的意義。
[0004]目前，煤礦井下鉆孔預(yù)抽瓦斯是區(qū)域瓦斯治理主要措施，但是鉆孔抽采濃度偏低，嚴(yán)重影響煤層瓦斯抽采效果。瓦斯的爆炸極限在5%?15%，抽采的瓦斯?jié)舛炔桓?，同樣具有危險(xiǎn)性。造成鉆孔抽采濃度偏低的因素很多，主要取決于抽采鉆孔封孔質(zhì)量，直接影響鉆孔的瓦斯?jié)舛燃俺椴闪?。根?jù)工程經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)入抽采系統(tǒng)內(nèi)的空氣有80%以上是通過鉆孔吸入的，如果抽采鉆孔空氣的吸入量減少1/2-1/3，鉆孔的瓦斯抽采量可望增加1.5-2.0倍。只有搞好封孔質(zhì)量，才能提高抽采瓦斯?jié)舛?。因此，必須認(rèn)真分析影響封孔質(zhì)量的主要因素，研究出有針對(duì)性、切實(shí)有效地解決措施，才是提高煤層瓦斯抽采效果關(guān)鍵，實(shí)現(xiàn)瓦斯抽采達(dá)標(biāo)。
[0005]目前，我國礦井瓦斯抽采的封孔方式主要有水泥砂漿封孔和聚氨酯封孔。水泥砂漿封孔的成本雖低，但是水泥砂漿封孔的周期較長，封孔速度極慢。水泥凝固之后會(huì)收縮變形，會(huì)在孔壁與抽放孔之間形成裂隙。且水泥砂漿對(duì)于煤壁的裂隙填補(bǔ)效果不好，難以重填裂隙。在負(fù)壓抽采下，造成大量的空氣進(jìn)入抽采管道。封孔效果不好。聚氨酯封孔，其具有很好的粘合力，發(fā)泡速度快，而且發(fā)泡倍數(shù)高，其凝固速度快，膨脹后變成堅(jiān)硬的材料。聚氨酯凝固后防潮，耐老化。目前聚氨酯封孔在瓦斯抽采上得到了廣泛的應(yīng)用。但是聚氨酯在鉆孔內(nèi)自由膨脹，不受鉆孔軸向約束，沒有徑向壓力，難于滲入孔壁煤體裂隙內(nèi)，造成封孔不嚴(yán)；此外。受工藝限制，很容易將封孔材料在孔口，封孔深度淺，封堵了煤體比較松軟的孔口部分，一般僅5?6m，無法保證有效封孔長度，導(dǎo)致封孔深度淺、預(yù)抽瓦斯?jié)舛鹊汀?br>【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、封孔深度深、封孔效果好的徑向膨脹瓦斯抽采封孔裝置。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:徑向膨脹瓦斯抽采封孔裝置，包括瓦斯抽采管和瓦斯抽采花管，瓦斯抽采花管后端與瓦斯抽采管前端連接，瓦斯抽采管外部由前到后依次設(shè)有均為圓環(huán)形的前固定擋板、前移動(dòng)擋板、后移動(dòng)擋板和后固定擋板，前固定擋板位于瓦斯抽采管前端，瓦斯抽采管外部在前固定擋板和前移動(dòng)擋板之間設(shè)有前橡膠變形體，瓦斯抽采管外部在后移動(dòng)擋板和后固定擋板之間設(shè)有后橡膠變形體，前移動(dòng)擋板后表面設(shè)有前橡膠墊，后移動(dòng)擋板前表面設(shè)有后橡膠墊，瓦斯抽采管外部在前橡膠墊和后橡膠墊之間設(shè)有聚氨酯混合液包；前橡膠墊的外邊沿向后折彎形成圓盤狀結(jié)構(gòu)，后橡膠墊的外邊沿向前折彎形成圓盤狀結(jié)構(gòu)。
[0008]所述前固定擋板和后固定擋板分別焊接在瓦斯抽采管上，前移動(dòng)擋板和后移動(dòng)擋板穿套并滑動(dòng)連接在瓦斯抽采管上。
[0009]采用上述技術(shù)方案，前橡膠變形體和后橡膠變形體均為軟質(zhì)橡膠，受擠壓容易變形。前移動(dòng)擋板和后移動(dòng)擋板可受軸向壓力而移動(dòng)。前移動(dòng)擋板、后移動(dòng)擋板、前固定擋板和后固定擋板均為圓環(huán)形，瓦斯抽采管從其中間穿出。且前移動(dòng)擋板、后移動(dòng)擋板、前固定擋板和后固定擋板的直徑略小于鉆孔直徑。在前移動(dòng)擋板和后移動(dòng)擋板上分別固定有圓環(huán)形的前橡膠墊和后橡膠墊，前橡膠墊和后橡膠墊的直徑略大于鉆孔的直徑，以防聚氨酯流出。
[0010]本實(shí)用新型采用聚氨酯作為封孔材料對(duì)煤礦瓦斯抽采裝置進(jìn)行封孔。由于聚氨酯具有發(fā)泡速度快、粘度大，且凝固之后具有很好的致密性。本實(shí)用新型能夠很好的約束聚氨酯的軸向膨脹。將具有鼓脹性、粘結(jié)性的聚氨酯混合液包放在前橡膠墊和后橡膠墊之間，待聚氨酯膨脹，軸向推動(dòng)前橡膠變形體和后橡膠變形體變形，前橡膠變形體和后橡膠變形體徑向膨脹封堵注漿段兩端。聚氨酯混合液繼續(xù)膨脹，由于前固定擋板和后固定擋板的封堵，聚氨酯充填、滲透到煤體裂隙中，形成一段聚氨酯充填煤體，達(dá)到密封抽采鉆孔及周圍孔壁煤體擾動(dòng)裂隙的目的。由于聚氨酯膨脹效果十分明顯，聚氨酯在前固定擋板和后固定擋板被封堵下，自身膨脹可以進(jìn)入劈裂、擴(kuò)展孔壁內(nèi)煤體裂隙，充填孔隙和煤體凹凸面。待聚氨酯充分的徑向膨脹固化后與鉆孔周圍煤體緊密結(jié)合，最終徹底封堵瓦斯裂隙通道。在負(fù)壓抽采下，由于聚氨酯的致密性，可以很好的封堵在鉆孔有效作用半徑區(qū)域內(nèi)的煤層形成大量微觀裂隙、孔隙通道，且不會(huì)隨著抽采裂隙進(jìn)一步發(fā)育。
[0011]本實(shí)用新型很好地提高了抽采鉆孔的有效封孔長度，且由于封孔材料的致密性，完全能夠承擔(dān)鉆孔與外界巷道的壓力差，防止巷道內(nèi)空氣通過封孔材料自身可能存在的裂隙進(jìn)入鉆孔內(nèi)。
[0012]本實(shí)用新型與之前所使用的聚氨酯封孔相比具有以下有點(diǎn):
[0013]1、本實(shí)用新型前橡膠變形體和后橡膠變形體在受到軸向力后徑向變形膨脹，能夠很好對(duì)聚氨酯充填煤體的兩端進(jìn)行封堵。
[0014]2、聚氨酯在前橡膠變形體和后橡膠變形體的軸向制約下，可充分的填充瓦斯裂隙通道。并保證聚氨酯的徑向膨脹，徹底封堵瓦斯裂隙通道。
[0015]3、本實(shí)用新型能很好的重填裂隙。在負(fù)壓抽