专利名称：封孔装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种封孔技术，尤其涉及一种封孔装置及方法。
背景技术：
煤矿井瓦斯抽采作业中，要保证抽采时，瓦斯不泄漏，需对抽采孔用可膨胀物质进行膨胀封孔。具体方法为将海带缠绕在实管与花管连接位置的封孔管外壁上，将带有海带的封孔管下到指定孔深位置，等待海带吸水膨胀后密封封孔管外部空间，然后在封孔管周围注入水泥浆，达到封孔的目的。但是，由于海带膨胀系数较小，使得即使充分膨胀后海带与孔壁之间仍存在缝隙，从而在压注水泥浆过程中，水泥浆渗出海带，导致封孔失败。且海带吸水膨胀速度慢，封孔耗时长，在从业人员一个工作周期内(8小时)很难一次完成，不利于现场管理和操作。
发明内容
针对现有技术的上述问题，本发明提供一种封孔装置及方法，实现对封孔管与孔壁之间的良好封堵，防止在后续注浆过程中封堵液渗漏而造成的封孔失败。本发明提供一种封孔装置，包括一封孔管，所述封孔管的一端连接有用于伸入到抽采孔孔底的花管，在所述封孔管上、且靠近所述花管外侧分别固定套设有两个第一挡板，相邻的两个所述第一挡板之间相距第一距离，在所述封孔管外侧、且在所述封孔管背离所述花管的一端固定套设有两个第二挡板，相邻的两个所述第二挡板之间相距第二距离，在所述封孔管中穿设有第一注浆管、第二注浆管和第三注浆管，所述第一注浆管、第二注浆管和第三注浆管的顶端位于所述封孔管外，所述第一注浆管的底端由所述封孔管外穿过一个所述第二挡板、伸入到两个所述第二挡板之间，所述第二注浆管的底端由所述封孔管外穿过两个所述第二挡板伸入到所述第二挡板和第一挡板之间，所述第三注浆管的底端穿过两个所述第二挡板及一个所述第一挡板、伸入到两个所述第一挡板之间。如上所述的封孔装置，优选地，所述封孔管中还穿设有返浆管，所述返浆管的顶端位于所述封孔管外，所述返浆管底端分别穿过两个所述第二挡板、伸入到所述第二挡板与第一挡板之间。如上所述的封孔装置，优选地，所述第一注浆管和第三注浆管均为软管。如上所述的封孔装置，优选地，所述第二注浆管和返浆管均为镀锌管。本发明还提供了一种利用该封孔装置进行封孔的方法，包括利用第三注浆管向两个第一挡板之间压注封堵液，经第一预设时间后，停止压注，利用第一注浆管向两个第二挡板之间压注封堵液，经第二预设时间后，停止压注，经第三预设时间后，利用第二注浆管向所述第一挡板和第二挡板之间压注水泥浆，以充分封堵孔壁周围围岩中的缝隙。本发明提供的封孔装置及方法，利用套设在封孔管上的挡板与抽采孔壁贴紧，将能够膨胀的封堵液通过第一注浆管和第三注浆管分别注入两个第二挡板之间和两个第一挡板之间的空腔中，待封堵液充分膨胀后能充分封堵封孔管和抽采孔孔壁之间的间隙，进而，后续通过第二注浆管向到第一挡板和第二挡板之间注入封堵液的过程中，不会造成封堵液的渗漏、可进一步充分封堵抽采孔周围围岩中的缝隙，达到有效封孔的目的。
图I为本发明封孔装置实施例的结构示意图；图2为图I中靠近第二挡板的第一挡板的结构示意图；图3为图I中另一第一挡板的结构示意图；图4为图I中靠近封孔管的顶端的第二挡板的结构示意图；图5为图I中另一第二挡板的结构示意图。
附图标记说明I:排气孔；2:第一注浆管；3:返浆管；4:封孔管；5:抽采孔；6:第三注浆管；7:第二注浆管； 8:第二挡板；9:第一挡板；10:花管；11:孔口端。
具体实施例方式图I为本发明封孔装置实施例的结构示意图，图2为图I中靠近第二挡板的第一挡板的结构示意图，图4为图I中靠近封孔管4的顶端的第二挡板的结构示意图。如图I、图2和图4所示，该封孔装置包括一封孔管4，该封孔管4的一端连接有用于伸入到抽采孔5孔底的花管10，在封孔管4上，且靠近花管10外侧分别固定套设有两个第一挡板9，相邻的两个第一挡板9之间相距第一距离，在封孔管4外侧，且在封孔管4背离花管10的一段固定套设有两个第二挡板8，相邻的两个第二挡板8之间相距第二距离，在封孔管4中穿设有第一注浆管2、第二注浆管7和第三注浆管6，第一注浆管2、第二注浆管7和第三注浆管6的顶端位于封孔管4外，第一注浆管2的底端由封孔管4外穿过一个第二挡板8、伸入到两个第二挡板8之间，第二注浆管7的底端由封孔管4外穿过两个第二挡板8伸入到到第二挡板8和第一挡板9之间，第三注浆管6的底端穿过两个第二挡板8及一个第一挡板9、伸入到两个第一挡板9之间。具体地，第一挡板9和第二挡板8尺寸可以与抽采孔5直径向匹配，可选用类似橡胶等材料，可呈圆环形结构(如图2、图3、图4、图5所示)将封孔管4密封包围且和抽采孔5孔壁紧密贴合，然本发明并不限于此。本实施例中两个第一挡板9之间的第一距离和两个第二挡板8之间的第二距离可根据封堵液膨胀后空间预先设定。本实施例中靠近抽采孔口端11的第二挡板8上可以设置有一排气孔1，背离花管10的第一挡板9 (上也可以设置有一排气孔I。当封堵液开始在第一挡板9和第二挡板8膨胀时，随着膨胀体积的增大，排气孔I将第一挡板9和第二挡板8中气体排出，使得封堵液能在抽采孔5孔壁与上述两个第一挡板9之间、或抽采孔孔壁与两个第二挡板8之间形成的空腔内充分膨胀。在上述实施例中，封孔管4中还穿设有返浆管3，返浆管3的顶端位于封孔管4外，返浆管3底端分别穿过两个第二挡板8、伸入到第二挡板8与第一挡板9之间。当封堵液注满整个第一挡板9与第二挡板8的空间时，封堵液会通过返浆管3流出，提示操作人员封堵液停止注入封堵液。在上述实施例中，第一注浆管2和第三注浆管6可以均为软管。该软管以其具有一定拉伸、弯曲和抗挤压性能，防止实施过程中发生断裂或挤瘪损坏影响过流断面。本实施例的封孔装置，利用套设在封孔管上的挡板与抽采孔壁贴紧，将能够膨胀的封堵液通过第一注浆管和第三注浆管分别注入两个第二挡板之间和两个第一挡板之间的空腔中，待封堵液充分膨胀后能充分封堵封孔管和抽采孔孔壁之间的间隙，进而，后续通过第二注浆管向到第一挡板和第二挡板之间注入封堵液的过程中，不会造成封堵液的渗漏、达到封孔的目的。解决现有技术中，因海带膨胀后与孔壁之间仍存在缝隙，从而在压注水泥浆过程中，水泥浆渗出海带，导致封孔失败的问题。如图I所示，本发明另一实施例提供一种利用上述实施例的封孔装置进行封孔的方法，包括利用第三注浆管6向两个第一挡板9之间压注封堵液，经第一预设时间后，停止压注，利用第一注浆管2向两个第二挡板8之间压注封堵液，经第二预设时间后，停止压注， 经第三预设时间后，利用第二注浆管7向第一挡板9和第二挡板8之间压注水泥浆，以充分封堵孔壁周围围岩中的缝隙。具体地，在煤矿抽采瓦斯作业中，抽采机(图未示出)可以与封孔管4的孔口端11密封连接，封孔管4另一侧连接用于深入到抽采孔5孔底的花管10，抽采作业开始时先进行封孔作业，当封孔结束后，启动抽采机，开始抽气，瓦斯通过抽采孔5进入封孔管4，最后由封孔管4孔口端11被抽出。其中，上述封孔方法中第一挡板9和第二挡板8之间压注封堵液的压力可以为O. I O. 5MPa，通过控制第一预设时间、第二预设时间的值可以控制注入封堵液的量，因为，流量一定时，通过控制时间便可以控制注入的封堵液的多少，同时第一时间可以与第二时间相等，但很多实施工况下，两个注浆管的长度差很多，所以第一时间和第二时间的值不同。上述实施例中第三预定时间可以为第一挡板9和第二挡板8中封堵液充分膨胀所需要的时间，例如用聚氨酯A、B药(聚氨酯全称聚氨酯树脂，A组分品名为聚醚202，B组分品名为聚醚303)作为封堵液进行封堵，其膨胀时间为3 5min，故其第三预定时间为3 5min，该时间可根据注入封堵液体不同而改变。上述是实施例中，经过第三预定时间后，利用第二注浆管7向第一挡板9和第二挡板8之间注入压强为4 6MPa的水泥浆。本实施例提供的利用该封孔装置进行封孔的方法，利用第三注浆管向两个第一挡板之间压注封堵液，经第一预设时间，停止压注，利用第一注浆管向两个第二挡板之间压注封堵液，经第二预设时间，停止压注，经第三预设时间后，两个第一挡板之间和两个第二挡板之间的封堵液已经充分膨胀在两个第一挡板和两个第二挡板中，将挡板与抽采孔密封，利用第二注浆管向第一挡板和第二挡板之间压注水泥浆，以充分封堵孔壁周围围岩中的缝隙，解决了现有中的采用海带作为封堵段而引起的封堵不严、导致注浆过程中发生的渗漏的问题，实现了抽采孔的有效封孔，保证了后续抽采的顺利进行。最后应说明的是以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。·
权利要求
1.一种封孔装置，其特征在于，包括一封孔管，所述封孔管的一端连接有用于伸入到抽采孔孔底的花管；在所述封孔管上、且靠近所述花管外侧分别固定套设有两个第一挡板，相邻的两个所述第一挡板之间相距第一距离；在所述封孔管外侧、且在所述封孔管背离所述花管的一端固定套设有两个第二挡板，相邻的两个所述第二挡板之间相距第二距离；在所述封孔管中穿设有第一注浆管、第二注浆管和第三注浆管；所述第一注浆管、第二注浆管和第三注浆管的顶端位于所述封孔管外，所述第一注浆管的底端由所述封孔管外穿过一个所述第二挡板、伸入到两个所述第二挡板之间，所述第二注浆管的底端由所述封孔管外穿过两个所述第二挡板伸入到所述第二挡板和第一挡板之间，所述第三注浆管的底端穿过两个所述第二挡板及一个所述第一挡板、伸入到两个所述第一挡板之间。
2.根据权利要求I所述的封孔装置，其特征在于，所述封孔管中还穿设有返浆管，所述返浆管的顶端位于所述封孔管外，所述返浆管底端分别穿过两个所述第二挡板、伸入到所述第二挡板与第一挡板之间。
3.根据权利要求I或2所述的封孔装置，其特征在于，所述第一注浆管和第三注浆管均为软管。
4.根据权利要求2所述的封孔装置，其特征在于，所述第二注浆管和返浆管均为镀锌管。
5.利用权利要求I至4任一所述的封孔装置进行封孔的方法，其特征在于，包括 利用第三注浆管向两个第一挡板之间压注封堵液，经第一预设时间后，停止压注； 利用第一注浆管向两个第二挡板之间压注封堵液，经第二预设时间后，停止压注； 经第三预设时间后，利用第二注浆管向所述第一挡板和第二挡板之间压注水泥浆，以充分封堵孔壁周围围岩中的缝隙。
全文摘要
本发明提供一种封孔装置及方法。该封孔装置包括，一封孔管，封孔管的一端连接有花管，在封孔管上分别固定套设有两个第一挡板与两个第二挡板，在封孔管中穿设有第一注浆管、第二注浆管和第三注浆管，第一注浆管、第二注浆管和第三注浆管的顶端位于封孔管外，第一注浆管的底端由封孔管外穿过一个第二挡板、伸入到两个第二挡板之间，第二注浆管的底端由封孔管外穿过两个第二挡板伸入到第二挡板和第一挡板之间，第三注浆管的底端穿过两个第二挡板及一个所述第一挡板、伸入到两个第一挡板之间。该封孔装置及封孔方法，实现对封孔管与孔壁之间的良好封堵，达到封孔的目的。
文档编号E21B33/13GK102889068SQ20121043221
公开日2013年1月23日 申请日期2012年11月2日 优先权日2012年11月2日
发明者王俊涛, 王康健, 张炀 申请人:淮南矿业(集团)有限责任公司