矿井瓦斯抽采钻孔封孔装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种矿井瓦斯抽采钻孔封孔装置，包括护筒和穿入护筒内的抽采管，所述抽采管的一端为伸出护筒外且插入钻孔内的椭球形筛管，所述椭球形筛管上设置有多个吸气孔，位于护筒内且靠近钻孔的一段抽采管上套装有鼓胀后外径大于护筒内径的筒状布袋，所述筒状布袋的两端均与抽采管固定连接，所述筒状布袋内装有聚氨酯材料，所述筒状布袋上设置有供聚氨酯材料装入的拉链开口，所述填充抽采管外壁与护筒内壁之间的间隙内填充有粘土。本实用新型结构简单，使用操作方便，实现成本低，封孔速度快，封孔效果好，能够提高瓦斯抽采效率和浓度，实用性强。
【专利说明】矿井瓦斯抽采钻孔封孔装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于煤层瓦斯抽采【技术领域】，具体涉及一种矿井瓦斯抽采钻孔封孔装置。
【背景技术】
[0002]建国以来，我国煤炭行业得到了极大的发展，一直是我国国民经济的支柱产业之一，对国民经济的增长做出了巨大的贡献。煤炭工业关系着国家的经济命脉，当前在我国能源的消费结构中，煤炭这种能源所占的比重仍然很大。但是，我国煤矿的总体生产力水平、技术进步及管理手段等方面均与先进的水平有着较大差距。随着煤矿开采强度的加大和采掘深度不断加深，煤矿地质条件越来越复杂，煤矿的安全生产条件将会进一步恶化，尤其是瓦斯灾害危及我国大部分矿区，是需要解决的重大问题。煤层瓦斯抽采是矿井瓦斯治理的一项基本措施，并且在煤矿安全生产中得到了广泛的应用。
[0003]矿井瓦斯抽采的关键在于瓦斯抽采钻孔的封堵问题，封孔是瓦斯抽采钻孔中的一项重要技术，钻孔密封性的优劣直接影响钻孔抽放效果，封孔质量的好坏直接影响瓦斯抽放效果。目前，矿井瓦斯抽采采用的钻孔封孔材料及工艺包括水泥砂浆封孔和聚氨酯封孔两种。水泥砂浆封孔由于水泥砂浆不能完全侵入微小裂隙，靠自然下沉凝固，容易导致煤层气抽采后期封孔材料与煤层分离，从而严重影响抽采效果；其次，水泥砂浆材料固化时间长，完全固化前易流淌形成缝隙，封孔效果差。聚氨酯封孔由于泡孔强度较差，容易随着时间延长产生收缩，从而失去密封能力；其次，聚氨酯发泡快，操作时间短，不易掌控。而针对此问题，申请号为201320551840.8的中国专利公开了一种煤矿瓦斯抽采钻孔封孔装置，但该装置中仍大量使用注浆材料，且注浆的过程中排气孔有可能被注浆材料堵塞，造成浆液无法充分填充钻孔中的裂隙，未能达到预期的封孔效果。此外，该装置在封孔的过程中还需进行带压注浆，带压注浆需要注浆泵等设备，所需材料成本高，操作难，封孔速度慢。
实用新型内容
[0004]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种矿井瓦斯抽采钻孔封孔装置，其结构简单，使用操作方便，实现成本低，封孔速度快，封孔效果好，能够提高瓦斯抽采效率和浓度，实用性强。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种矿井瓦斯抽采钻孔封孔装置，其特征在于:包括护筒和穿入护筒内的抽采管，所述抽采管的一端为伸出护筒外且插入钻孔内的椭球形筛管，所述椭球形筛管上设置有多个吸气孔，位于护筒内且靠近钻孔的一段抽采管上套装有鼓胀后外径大于护筒内径的筒状布袋，所述筒状布袋的两端均与抽采管固定连接，所述筒状布袋内装有聚氨酯材料，所述筒状布袋上设置有供聚氨酯材料装入的拉链开口，所述填充抽采管外壁与护筒内壁之间的间隙内填充有粘土。
[0006]上述的矿井瓦斯抽采钻孔封孔装置，其特征在于:所述筒状布袋的两端均通过钢丝与抽采管固定连接。
[0007]上述的矿井瓦斯抽采钻孔封孔装置，其特征在于:所述护筒为壁厚为1mm?15mm的钢护筒，所述护筒的长度为8m?10m，所述护筒的内径比钻孔的内径大0.2m?0.4m。
[0008]上述的矿井瓦斯抽采钻孔封孔装置，其特征在于:所述抽采管的长度为12m?14m,所述抽采管的外径为6cm?8cm,所述椭球形筛管的长轴长为1.5m?2.5m,所述椭球形筛管的短轴长为8cm?10cm。
[0009]上述的矿井瓦斯抽采钻孔封孔装置，其特征在于:所述筒状布袋的长度为2m?4m ο
[0010]上述的矿井瓦斯抽采钻孔封孔装置，其特征在于:所述吸气孔的形状为圆形，所述吸气孔的直径为8mm?12mm。
[0011]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0012]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0013]1、本实用新型结构简单，加工制作方便，使用操作方便。
[0014]2、本实用新型抽采管的一端为椭球形筛管，能够防止钻孔过程中破碎煤岩体进入抽采管而堵塞抽采管路，且椭球形筛管能与周围瓦斯有效接触，提高瓦斯抽采效率。
[0015]3、采用本实用新型进行封孔，钻孔前端采用筒状布袋及其内部的聚氨酯材料封堵，其余部分为护筒结构，能够大幅度减少聚氨酯材料的使用，且无需使用注浆材料；护筒能够保护钻孔孔口，防止塌孔，防止钻孔过程中的沉渣回流，同时护筒能够降低封孔段周围煤体的透气性，减少钻孔的漏气，提高瓦斯抽采浓度，从而实现煤层瓦斯抽采钻孔的密封。
[0016]4、本实用新型的实现成本低，封孔速度快，且封孔效果好，实用性强，便于推广使用。
[0017]综上所述，本实用新型结构简单，使用操作方便，实现成本低，封孔速度快，封孔效果好，能够提高瓦斯抽采效率和浓度，实用性强。
[0018]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型的结构示意图。
[0020]附图标记说明:
[0021]I一钻孔； 2—椭球形筛管；3—筒状布袋；
[0022]4一抽采管；5—护筒；6—钢丝；
[0023]7—吸气孔；8一聚氨酯材料；9一粘土。
【具体实施方式】
[0024]如图1所示，本实用新型包括护筒5和穿入护筒5内的抽采管4，所述抽采管4的一端为伸出护筒5外且插入钻孔I内的椭球形筛管2，所述椭球形筛管2上设置有多个吸气孔7，位于护筒5内且靠近钻孔I的一段抽采管4上套装有鼓胀后外径大于护筒5内径的筒状布袋3，所述筒状布袋3的两端均与抽采管4固定连接，所述筒状布袋3内装有聚氨酯材料8，所述筒状布袋3上设置有供聚氨酯材料8装入的拉链开口，所述填充抽采管4外壁与护筒5内壁之间的间隙内填充有粘土 9。
[0025]如图1所示，本实施例中，所述筒状布袋3的两端均通过钢丝6与抽采管4固定连接。所述护筒5为壁厚为1mm?15mm的钢护筒,所述护筒5的长度为8m?1m,所述护筒5的内径比钻孔I的内径大0.2m?0.4m。优选地，所述护筒5的壁厚为12mm，所述护筒5的长度为9m，所述护筒5的内径比钻孔I的内径大0.3m。
[0026]如图1所示，本实施例中，所述抽采管4的长度为12m?14m，所述抽采管4的外径为6cm?8cm,所述椭球形筛管2的长轴长为1.5m?2.5m,所述椭球形筛管2的短轴长为8cm?10cm。优选地,所述抽采管4的长度为13m,所述抽采管4的外径为7cm,所述椭球形筛管2的长轴长为2m,所述椭球形筛管2的短轴长为9cm。
[0027]如图1所示，本实施例中，所述筒状布袋3的长度为2m?4m。优选地，所述筒状布袋3的长度为3m。
[0028]如图1所示，本实施例中，所述吸气孔7的形状为圆形，所述吸气孔7的直径为8mm?12mm。优选地，所述吸气孔7的直径为10mm。
[0029]采用本实用新型进行矿井瓦斯抽采钻孔封孔的具体过程如下:
[0030](I)在矿井瓦斯抽采的钻孔I内钻出内径与护筒5的外径相配合、长度比护筒5的长度小40cm?60cm的封孔装置安装孔；
[0031](2)将护筒5安放在所述封孔装置安装孔内，护筒5的一端伸出所述封孔装置安装孔的孔口 40cm?60cm，护筒5外壁与所述封孔装置安装孔内壁之间的缝隙用粘土回填压实；
[0032](3)首先将筒状布袋3套装在抽采管4上，接着将筒状布袋3的两端均通过钢丝6固定连接在抽采管4上，然后打开筒状布袋3上的拉链开口的拉链，将聚氨酯材料8迅速均匀地装入筒状布袋3内，再拉紧筒状布袋3上的拉链开口的拉链，将筒状布袋3和抽采管4的整体迅速穿过护筒5，并使筒状布袋3顶在钻孔I与所述封孔装置安装孔的交界处，筒状布袋3内的聚氨酯材料8会快速膨胀形成钻孔I与护筒5顶端之间的封堵；
[0033](4)用粘土 9将填充抽采管4外壁与护筒5内壁之间的间隙回填压实；
[0034](5)将抽采管4与瓦斯抽采管路进行连接，进行煤层瓦斯抽采。
[0035]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【权利要求】
1.一种矿井瓦斯抽采钻孔封孔装置，其特征在于:包括护筒(5)和穿入护筒(5)内的抽采管(4)，所述抽采管(4)的一端为伸出护筒(5)外且插入钻孔(1)内的椭球形筛管(2)，所述椭球形筛管(2)上设置有多个吸气孔(7)，位于护筒(5)内且靠近钻孔(1)的一段抽采管(4)上套装有鼓胀后外径大于护筒(5)内径的筒状布袋(3)，所述筒状布袋(3)的两端均与抽采管(4)固定连接，所述筒状布袋(3)内装有聚氨酯材料(8)，所述筒状布袋(3)上设置有供聚氨酯材料(8)装入的拉链开口，所述填充抽采管(4)外壁与护筒(5)内壁之间的间隙内填充有粘土(9)。
2.按照权利要求1所述的矿井瓦斯抽采钻孔封孔装置，其特征在于:所述筒状布袋(3)的两端均通过钢丝(6)与抽采管(4)固定连接。
3.按照权利要求1所述的矿井瓦斯抽采钻孔封孔装置，其特征在于:所述护筒(5)为壁厚为10mm?15mm的钢护筒，所述护筒(5)的长度为8m?10m,所述护筒(5)的内径比钻孑L (1)的内径大0.2m?0.4m。
4.按照权利要求1所述的矿井瓦斯抽采钻孔封孔装置，其特征在于:所述抽采管(4)的长度为12m?14m,所述抽采管⑷的外径为6cm?8cm,所述椭球形筛管⑵的长轴长为1.5m?2.5m,所述椭球形筛管(2)的短轴长为8cm?10cm。
5.按照权利要求1所述的矿井瓦斯抽采钻孔封孔装置，其特征在于:所述筒状布袋(3)的长度为2m?4m。
6.按照权利要求1所述的矿井瓦斯抽采钻孔封孔装置，其特征在于:所述吸气孔(7)的形状为圆形，所述吸气孔(7)的直径为8mm?12mm。
【文档编号】E21F7/00GK204060609SQ201420541999
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年9月19日 优先权日:2014年9月19日
【发明者】张天军, 尚宏波, 李树刚, 任金虎, 于胜红, 李伟, 宋爽, 张磊, 包若羽, 魏文伟, 王乾, 王建业, 袁睿泽 申请人:西安科技大学