[发明专利]用于矿井上探放水钻孔的封孔装置和封孔方法

说明书

一种矿井上探放水钻孔的封孔装置，包括注浆管、膨胀塞、注浆堵盘和注浆泵；膨胀塞设置于探放水钻孔中对应封孔管的位置；注浆堵盘包括堵盘、第一球阀和第二球阀；堵盘与封孔管法兰端相连接；第一球阀和第二球阀由下至上设置于堵盘上；注浆管和第一球阀分别连接至注浆泵，以向探放水钻孔注浆。封孔方法依次包括以下步骤：(1)冲洗探放水钻孔；(2)排水；(3)伸入注浆管；(4)注浆管注浆至溢出；同时，注浆管向外退至完全退出；(5)置入膨胀塞；(6)连接注浆堵盘，打开第一球阀注浆，同时打开第二球阀排气；(7)待浆料凝固，拆掉注浆堵盘。该封孔装置及封孔方法，能够实现对探放水钻孔的全段封孔。

技术领域

本发明属于煤矿钻孔施工领域，具体涉及用于矿井上探放水钻孔的封孔装置和封孔方法。

背景技术

矿井生产过程中对于负角度的探放水钻孔或者勘探钻孔常用的封孔工艺是钻孔施工到位后通过钻杆向孔内注浆，浆液充满整个钻孔后撤出一段钻孔继续注浆，重复这个流程直至所有钻杆撤出孔外，等待浆液凝固。钻孔注浆作业以及水泥凝固期间钻孔周围煤体向钻孔内释放瓦斯，这两个环节过程中涌向孔内的瓦斯无法及时排放，加之水泥凝固会产生一定比例的体积收缩，因此孔口注浆堵盘拆掉后就会在钻孔的前半段形成空腔，瓦斯源源不断的沿着孔内的导气通道涌向孔外。因此，在高瓦斯矿井中该封孔工艺基本无法保证钻孔全段封堵，钻孔封堵完成后漏气比较严重，需要连接瓦斯抽采封孔方法避免瓦斯超限。前述封孔工艺具有以下缺陷：1、钻杆两端接头与钻杆中间部分内径不同，因此在注浆作业后总会在钻杆内部变径的地方残留水泥浆液，久而久之导致钻杆被水泥浆液堵死，钻杆报废；2、对于封堵不良的钻孔采用瓦斯抽放封孔方法抽放瓦斯时，瓦斯浓度较低，增加了瓦斯管路维护的工作量，并且漏气点增多，降低了瓦斯抽放系统的浓度，影响了瓦斯的清洁利用；3、如果采用堵盘堵死封堵不良的钻孔，瓦斯就聚集在钻孔端部的封孔管位置，当堵盘受到外力撞击破坏时，孔内泄露的瓦斯容易被金属火花点燃造成事故。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种用于矿井上探放水钻孔的封孔装置，该封孔装置结构简单，容易操作，能够实现对探放水钻孔的全段封孔；

本发明的第二个目的在于提供一种用于矿井上探放水钻孔的封孔方法，其利用前述的封孔装置对探放水钻孔进行封孔，无需使用钻杆注浆封孔，且能实现对探放水钻孔的全段封孔。

为实现第一个目的，本发明采用以下的技术方案：

一种矿井上探放水钻孔的封孔装置，包括注浆管、膨胀塞、注浆堵盘和注浆泵；

所述注浆管连接至所述注浆泵，用于伸入探放水钻孔(4)内以注浆；

所述膨胀塞设置于所述探放水钻孔中对应封孔管的位置，用于遇水膨胀将所述探放水钻孔由下至上依次分隔为第一空间和第二空间；其中，所述第一空间具有经所述注浆管注入的浆料；

所述注浆堵盘包括堵盘、第一球阀和第二球阀；所述堵盘用于与所述探放水钻孔中封孔管的法兰端相连接；所述第一球阀和所述第二球阀依次由下至上设置于所述堵盘上，用于连通或阻断所述探放水钻孔与外界；

所述第一球阀连接至所述注浆泵，用于打开以向所述探放水钻孔中所述第二空间内注浆；

所述第二球阀用于打开以排出所述第二空间内的空气。

优选地，所述注浆管为镀锌管，优选4-8分镀锌管。

优选地，所述膨胀塞的外径比所述探放水钻孔的内径小1-2mm。

优选地，所述膨胀塞为木质塞。

优选地，所述膨胀塞设置于所述探放水钻孔中对应封孔管的中下段位置。

优选地，所述膨胀塞与所述探放水钻孔中封孔管的非法兰端在沿所述探放水钻孔长度方向的间隔距离为0-1m。