专利名称：反应型泡沫封孔多挡板密封装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种矿用瓦斯抽采附属设备，尤其涉及一种设置于瓦斯抽采孔内用于瓦斯抽采防泄漏施工的装置。
背景技术：
煤层气是煤矿在开采过程中为防止瓦斯爆炸和突出，保证煤矿安全生产而抽排出的初级副产品；其主要成分为甲烷，从其成分含量上可以看出，煤层气是较为重要的能源和化工原料，同时，对于煤矿生产的安全性具有重要影响。因而，煤层气的抽采与利用对于煤矿安全、能源安全和环境安全的重要性已远超其本身的经济价值。实践中，通过抽采管伸入并对瓦斯进行真空吸采，抽采管外表面与抽采孔之间需要进行封孔，且封孔问题是影响安全性、动力消耗和抽采出的瓦斯质量关键的问题之一。一旦密封不严，会造成抽采前端负压不足，降低抽采效率，浪费抽采能源；还会导致抽采气体中甲烷浓度降低，增加后处理成本， 并且加大气体输送和后处理过程的安全隐患。实践中，普遍采用反应型泡沫封孔法，利用反应型A组分和反应型B组分混合发泡并固化且混合发泡固化具有一定的时间差的原理进行封孔。由于泡沫有固化速度快(一般为2飞分钟)、膨胀倍率高，与煤壁粘附力强、强度与韧性相对较高等优点，在瓦斯抽采领域得到了较为广泛的推广应用。现有技术中，反应型泡沫封孔法一般采用手工搅拌混合反应型AB组分，搅拌后利用棉布进行吸附并包裹在瓦斯抽采管道上，随瓦斯抽采管道一并插入抽采孔。这种封孔方法有以下四个重要缺点(1)对于粘度较大的B组分而言，人工搅拌的分散与混合效果太差，这不仅会造成原材料浪费，还直接影响后续发泡与固化效果；(2)由于从AB组分开始混合到发泡的间隔时间仅几十秒(通常小于30秒)，因而通常在瓦斯抽采管在抽采孔内推进过程中反应型已经开发发泡，此时棉布与煤壁之间的摩擦会使得发泡初期的泡孔大量破裂和并孔，这将大幅度降低反应型泡沫密封效果；(3)由于AB组分开始发泡后粘度迅速上升，因此，手工封孔的封孔深度往往较低(随工人熟练程度而异，通常低于3米)，这不利于避开煤层裂隙带；(4)手工封孔过程反应型属于自由发泡，泡孔强度较差，容易随着时间延长产生收缩，从而失去密封能力。为解决以上问题，出现一种手摇式封孔装置，即通过类似于千斤顶的手摇增压装置，将反应型泡沫的AB两组分挤入“Y”字形汇流管，汇流后通过一根塑料管灌入抽采管和瓦斯抽采孔道壁之间。虽然在一定程度上解决了手工反应型泡沫封孔的问题，但是同样存在无法避开煤层微裂隙的问题，且其在封孔过程中，由于反应型泡沫的AB两组分发泡需要较为集中的能量，但是密封段空间较大，封孔材料流入该空间后由于重力作用被摊铺开，发泡能量无法集中，也就导致发泡不充分，而且由于密封空间不确定，会导致封孔材料在抽采管和瓦斯抽采通道之间分布不均，从而发泡固化后不均勻，密封效果差。由此可见，只要具有两种组分混合反应发泡、膨胀和固化特性的物质，存在同样的应用局限性，特别是将其注入有限空间进行应用，上述问题尤为明显。[0006]因此，需要一种专门针对瓦斯抽放钻孔封孔的密封装置，使注入密封段的封孔材料在发泡初期能集中热量，充分发泡，从而使封孔材料发泡固化后均勻分布，保证密封效果；同时，根据需要控制封孔长度，能够保证封孔大于煤层裂隙带宽度，从而使得空气不易从煤层微裂隙中渗入，保证较高的瓦斯抽采浓度，进而提高瓦斯抽采效率。
发明内容有鉴于此，本实用新型提供了一种反应型泡沫封孔多挡板密封装置，减小了封孔材料初期发泡空间，利于在发泡初期集中热量充分发泡；发泡过程中材料通过挡料板上的轴向过料通孔进入后一个密封分段继续发泡，由于密封单元数量相对较多，且材料在每个密封单元中均能形成受限发泡，因此，多个受限发泡密封单位确保了更加优异的密封质量； 同时，本实用新型能够根据需要控制封孔深度，从而使得空气不易从煤层微裂隙中渗入，保证较高的瓦斯抽采浓度，进而提高瓦斯抽采效率。本实用新型的一种反应型泡沫封孔多挡板密封装置，包括灌注管和至少两个封孔挡板，瓦斯抽采管穿过封孔挡板板面与其固定连接，相邻封孔挡板之间形成密封段；所述灌注管两端开口分别为入料口和出料口，密封段设置有位于外侧封孔挡板上且与灌注管出料口相连通的密封段进料口；所述密封段由沿轴向与封孔挡板并列的挡料板分为至少两个密封分段，所述挡料板上设置轴向过料通孔。进一步，所述轴向过料通孔沿挡料板径向分布于挡料板同一圆周位置上；进一步，位于最内侧的封孔挡板距瓦斯抽采钻孔孔口的距离大于8米；进一步，所述封孔挡板为两个，且两个封孔挡板之间的距离可根据封孔长度需要调节；进一步，所述灌注管入料口设置用于连通注入装置的快装接头；进一步，所述封孔挡板外圆套有弹性密封套；进一步，所述弹性密封套横截面为圆形。本实用新型的有益效果在于本实用新型结构的反应型泡沫封孔多挡板密封装置，采用挡料板将封孔挡板之间形成的密封段分割为密封分段，减小了封孔材料初期发泡空间，利于在发泡初期集中热量充分发泡；发泡过程中材料通过挡料板上的轴向过料通孔进入后一个密封分段继续发泡，由于密封单元数量相对较多，且材料在每个密封单元中均能形成受限发泡，因此，多个受限发泡密封单位确保了更加优异的密封质量；同时，本实用新型的密封装置能够根据需要控制封孔长度，保证封孔大于煤层裂隙带宽度，从而使得空气不易从煤层微裂隙中渗入，保证较高的瓦斯抽采浓度、较高的瓦斯抽采效率和较低的抽采功耗。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明；
图1为本实用新型结构示意图；图2为
图1沿A-A向剖视图。
具体实施方式
图1为本实用新型结构示意图，图2为
图1沿A-A向剖视图，如图所示本实施例的反应型泡沫封孔多挡板密封装置，包括灌注管2和至少两个封孔挡板3，瓦斯抽采管5穿过封孔挡板3板面与其固定连接，固定连接方式可采用卡箍、螺纹连接、销定位等方式；相邻封孔挡板3之间形成密封段7，所述灌注管2两端开口分别为入料口和出料口，密封段7 设置有位于外侧封孔挡板3上且与灌注管2出料口相连通的密封段进料口 7b，如图所示，当封孔挡板3为两个时，灌注管2穿过外侧的封孔挡板3且出料口位于两个封孔挡板3之间， 外侧是指瓦斯抽采管5出气的一侧，也就是瓦斯抽采孔道6外的一侧；密封段进料口 7b设置在外侧的封孔挡板上，灌注管2的出料口直接与密封段进料口 7b连通；如果是多个封孔挡板3形成多个密封段7，则可采用多个灌注管2或者采用密封段7之间连通的结构，都能实现实用新型目的，灌注管可以穿过封孔挡板3板面出料口直接作为密封段7的入料口 ；所述密封段7由沿轴向与封孔挡板3并列的挡料板4分为至少两个密封分段7a，所述挡料板 4上设置轴向过料通孔如；本实施例中，封孔挡板3和挡料板4均为圆形，适用于大多数瓦斯抽采钻孔的封孔使用。本实施例中，所述轴向过料通孔如沿挡料板径向分布于挡料板同一圆周位置上， 能够使封孔材料在较为合适的高度通过挡料板4，保证各个密封分段如都能在合适的时间内进行填充发泡。本实施例中，位于最内侧的封孔挡板3距抽采管出气口的距离大于8米；保证封孔深度足够深，可避开煤层裂隙带，实现高质量封孔。本实施例中，所述封孔挡板3为两个，且两个封孔挡板3之间的距离可根据封孔长度需要任意调节，比如采用可拆卸的方式连接，较为方便的调节间距，可采用卡箍、螺钉定位等方式；相比于由浅至深的全程密闭，本实用新型仅封闭钻孔深处的一小段，舍去了低质量的浅层密闭，从而最大程度的节约了材料，降低了封孔成本。本实施例中，所述灌注管2入料口设置用于连通注入装置的快装接头1，采用现有技术中的高压快装接头结构；节约装配时间，提高抽采施工效率。本实施例中，所述封孔挡板3外圆套有弹性密封套3a ；尽量减小径向间隙，防止反应型A组分和反应型B组分过多的泄漏而导致的浪费。本实施例中，所述弹性密封套3a沿封孔挡板径向紧贴在封孔挡板周围；能够较好的适应于抽采孔道6壁的表面形状，且利于密封装置伸入抽采孔道。反应型A组分和反应型B组分可以是任意两种混合后能够发生反应并发泡膨胀固化的物质，比如聚孚AB型封孔材料等，当然，包括混合后能够反应、发泡、膨胀和固化的任意两种物质；本实施例采用聚孚AB型封孔材料。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求1.一种反应型泡沫封孔多挡板密封装置，其特征在于包括灌注管和至少两个封孔挡板，瓦斯抽采管穿过封孔挡板板面与其固定连接，相邻封孔挡板之间形成密封段；所述灌注管两端开口分别为入料口和出料口，密封段设置有位于外侧封孔挡板上且与灌注管出料口相连通的密封段进料口；所述密封段由沿轴向与封孔挡板并列的挡料板分为至少两个密封分段，所述挡料板上设置轴向过料通孔。
2.根据权利要求1所述的反应型泡沫封孔多挡板密封装置，其特征在于所述轴向过料通孔沿挡料板径向分布于挡料板同一圆周位置上。
3.根据权利要求2所述的反应型泡沫封孔多挡板密封装置，其特征在于位于最内侧的封孔挡板距瓦斯抽采钻孔孔口距离大于8米。
4.根据权利要求3所述的反应型泡沫封孔多挡板密封装置，其特征在于所述封孔挡板至少为两个，且两个封孔挡板之间的距离可根据封孔长度需要调节。
5.根据权利要求4所述的反应型泡沫封孔多挡板密封装置，其特征在于所述灌注管入料口设置用于连通注入装置的快装接头。
6.根据权利要求5所述的反应型泡沫封孔多挡板密封装置，其特征在于所述封孔挡板外圆套有弹性密封套。
7.根据权利要求6所述的反应型泡沫封孔多挡板密封装置，其特征在于所述弹性密封套横截面为圆形。
专利摘要本实用新型公开了一种反应型泡沫封孔多挡板密封装置，包括灌注管和至少两个封孔挡板，密封段由沿轴向与封孔挡板并列的挡料板分为至少两个密封分段，挡料板上设置轴向过料通孔；本实用新型减小封孔材料初期发泡空间，利于在发泡初期集中热量充分发泡；发泡过程中材料通过挡料板上的轴向过料通孔进入后一个密封分段继续发泡，由于密封单元数量相对较多，且材料在每个密封单元中均能形成受限发泡，因此，多个受限发泡密封单位确保了更加优异的密封质量；密封挡板装置在瓦斯抽放管上的位置可调，能够保证封孔深度大于煤层裂隙带宽度，从而使得空气不易从煤层微裂隙中渗入，保证较高的瓦斯抽采浓度、较高的瓦斯抽采效率和较低的抽采功耗。
文档编号E21F7/00GK202073589SQ20112019437
公开日2011年12月14日 申请日期2011年6月10日 优先权日2010年12月10日
发明者刘罡, 胡澜, 许向彬 申请人:煤炭科学研究总院重庆研究院