[发明专利]一种瓦斯抽采钻孔密封装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于煤矿井下瓦斯治理技术及装备领域，涉及煤矿井下瓦斯抽采钻孔密封技术，尤其涉及一种瓦斯抽采钻孔密封装置及方法。

背景技术

瓦斯抽采钻孔密封是瓦斯抽采等瓦斯治理手段的关键技术。国内外瓦斯抽采钻孔密封工艺上普遍采用“两堵一注”封孔工艺。封孔材料多采用聚氨酯、有机树脂和水泥砂浆等材料，聚氨酯或其它有机材料成本高，且产生有毒有害气体对人伤害较大，且遇水收缩造成钻孔密封失效的问题还没有得到解决，现场应用较少。水泥砂浆成本相对低廉，在现场应用较为广泛。但由于目前现场在钻孔注浆密封工艺繁琐，且两端的“两堵”技术还不成熟，因此在后期注浆过程中，浆体很容易从“两堵”处溢流，造成注浆压力不能够达到设计值，难以对钻孔周围裂隙进行密封；且当浆体凝固后，混凝土在与钻孔周围煤壁产生缝隙在，造成钻孔密封失效。因此，为了解决钻孔密封技术难题，急需寻求一种新的钻孔密封装置及方法，特别是能够对钻孔腔体及周围裂隙均能达到理想密封效果，以满足煤矿井下钻孔密封需要。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提出一种对钻孔腔体及周围裂隙密封效果好、成本低、结构简单的瓦斯抽采钻孔密封装置及方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种瓦斯抽采钻孔密封装置，包括瓦斯抽采管，套装在抽采管上能透水透气且能阻止粘稠浆体流出的柔膜袋，所述柔膜袋沿抽采管轴向延伸，柔膜袋两端分别与抽采管密封连接，柔膜袋靠近抽采管尾部的一端连接有注浆装置。

所述柔膜袋为高分子编织物，柔膜袋靠近两端部一定范围内编织密度相比中间部分紧密，且易于径向伸展、径向伸展量大。

所述抽采管由多根分管依次连接而成，所述柔膜袋套装在多根分管连成的瓦斯抽采管上。

所述柔膜袋两端分别经卡套和注浆卡套紧固在抽采管上，卡套和注浆卡套之间连有防止柔膜袋沿轴向伸展和多根分管连接失效的若干根钢丝线，注浆卡套上开设有注浆接口，注浆卡套通过注浆接口与注浆装置连接。

所述注浆装置包括注浆台，连接注浆台和柔膜袋的注浆管，注浆管上安装有阀门。

所述注浆台设置有监测柔膜袋内浆体压力的压力表。

一种瓦斯抽采钻孔密封方法，包括以下步骤:

（1）将柔膜袋套装在瓦斯抽采管上，柔膜袋靠近抽采管头部一端与抽采管密封连接；

（2）把抽采管送人钻孔内，当达到设计封孔长度时，将柔膜袋另一端与抽采管密封连接；

（3）将柔膜袋（2）与注浆装置连接，开始注浆封孔，柔膜袋浆体压力达到预定压力后，停止注浆，待浆体凝固完成注浆。

所述柔膜袋（2）为高分子编织物，可耐压力为0～7MPa，柔膜袋（2）靠近两端部一定范围内编织密度相比中间部分紧密，且易于径向伸展、径向伸展量大，注浆时快速伸展封堵钻孔。

所述步骤（2）中抽采管由多根分管依次连接而成，把第一根分管送人钻孔内，当送到合适位置时，将下根分管与第一根分管连接，并重复上述工序直至达到设计封孔长度，然后将柔膜袋另一端与抽采管密封连接。

所述步骤（3）中注浆装置包括注浆台，连接注浆台和柔膜袋的注浆管，注浆管上安装有阀门，注浆台设置有监测柔膜袋内浆体压力的压力表；注浆封孔时，当注浆台上的压力表显示值达到设计值时，关闭阀门，停止注浆，并将注浆台回收利用，浆体凝固后完成注浆。

本发明采用在瓦斯抽采管上套装能透水透气且能阻止粘稠浆体流出的柔膜袋，封孔时浆料通过注浆装置通入柔膜袋内，柔膜袋沿轴向径向伸展将钻孔封堵，浆料达到一定压力后稀浆料从柔膜袋渗出进入钻孔及钻孔周围裂缝，密封钻孔与抽采管之间的间隙及钻孔周围裂缝，保证钻孔及裂缝中浆料保持在一定压力，保证密封效果；相比传统“两堵一注”封堵方法，免去回浆管，避免了回浆管对钻孔内浆体回浆泄压的影响。本装置仅由瓦斯抽采管、柔膜袋和注浆装置组成，结构简单，易于操作控制，封孔效果好、成本低，具有广泛的应用前景。

进一步，柔膜袋为高分子编织物，柔膜袋靠近两端部一定范围内编织密度相比中间部分紧密，且易于径向伸展、径向伸展量大，在注浆时能够快速伸展有效封堵钻孔两端，相当传统的“两堵”作用；解决了现有瓦斯抽采钻孔密封工艺繁琐，“两堵一注”实际操作性困难，难以达到设计封堵效果的难题，能实现“两堵一注”一次性操作控制，柔膜袋中间部分渗透出的稀浆进入煤体，结合浆体中的胶体密封钻孔周围裂隙，对钻孔两端封堵效果更好，有效防止钻孔浆料泄露，进一步保护密封效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；