[发明专利]一种用于煤层瓦斯抽采封孔的光固化装置及方法

说明书

本发明公开了一种用于煤层瓦斯抽采封孔的光固化装置及方法，涉及煤矿井下待采煤层瓦斯抽采工艺过程。体积小、使用方便且使用效果好，其中，作为高成本的部件，光固化装置可以反复使用，并且在使用过程中消耗的材料少，施工成本低。所述光固化装置包括固定盖和固化器；所述固定盖包括固定相连接的固定盖本体和瓦斯抽采孔管道接头，在固定盖本体中开设有瓦斯抽采管容置孔；所述固化器包括固化器本体，在所述固化器本体上固定连接有多个光固化树脂喷头以及紫外线灯珠，所述固化器本体的两端还分别固定连接固化器套管以及连接环；所述连接环和固定盖本体可拆卸的相连接。对于瓦斯孔封堵、瓦斯井下抽采工程具有显著意义。

技术领域

本发明涉及煤矿井下待采煤层瓦斯抽采工艺过程，尤其涉及针对煤层中抽采孔的抽采管路安装、设置、固定、孔壁封堵的装置及方法。

背景技术

煤矿地下开采过程中，揭露煤层易导致煤层内部封存的瓦斯突出，从而导致火灾、爆炸等井下灾害。目前，国内煤矿通常利用瓦斯抽采工艺先将煤层中的瓦斯抽采到地面集中处理，该技术需要在煤层中进行钻孔，并在插入抽采管道后，利用负压泵将瓦斯抽送至地表。但由于煤层钻孔距离长、孔壁疏松，直接插入抽采管道不易固定，且无法形成封闭空间有效抽采煤层瓦斯，因此，需要对瓦斯抽采孔进行封堵孔壁、固定管路。

现有技术中关于瓦斯封孔装置或封孔方法的研究如专利201520254392.4公布的一种新型瓦斯封孔袋；专利201310742075.2公布的一种于煤矿井下的聚氨酯瓦斯封孔材料及其制备方法；专利201910817222.5公布的一种具有泄压功能的瓦斯封孔器等。现有技术主要是通过一段封堵器，将抽采管路和煤层孔壁之间进行封堵密闭，同时固定抽采管道，使抽采管道可抽采煤层内部的瓦斯。但现有技术中的装置一般体积较大、难以操作、且一次性固定在孔壁中，使用后无法取出；或者是需要注入大量的封堵材料填充孔壁和管路之间的缝隙，耗费大量的人力物力。

结合以上几点，对于有限的井下施工空间，上述方法实际上并不能广泛适用于各类矿井实际施工过程。

发明内容

本发明针对以上问题，提出了一种用于煤层瓦斯抽采封孔的光固化装置及方法，体积小、使用方便且使用效果好，其中，作为高成本的部件，光固化装置可以反复使用，并且在使用过程中消耗的材料少，施工成本低。

本发明的技术方案为：所述光固化装置包括固定盖和固化器；

所述固定盖包括固定相连接的固定盖本体7和瓦斯抽采孔管道接头10，在固定盖本体7中开设有瓦斯抽采管容置孔9；

所述固化器包括固化器本体4，在所述固化器本体4上固定连接有多个光固化树脂喷头1以及紫外线灯珠2，多个光固化树脂喷头1以及紫外线灯珠2沿固化器本体4的周向均匀分布，所述固化器本体4的两端还分别固定连接固化器套管11以及连接环5；所述连接环5和固定盖本体7可拆卸的相连接。

关于光固化树脂喷头1中喷射口的位置：所述光固化树脂喷头1的尖端外径包络线不大于煤层瓦斯孔；所述光固化树脂喷头1包含两个朝向连接环5外侧的喷射口和一个朝向固化器本体4外侧的喷射口。

关于固定盖和固化器的可拆卸连接结构：在所述固定盖本体7的端面上开设有磁吸旋盖凹槽8，在连接环5的端面上则固定连接与磁吸旋盖凹槽8适配的磁吸旋盖凸钮6，并且，在磁吸旋盖凸钮6内部设置磁铁，在磁吸旋盖凸钮6的一侧开设有倒角。

包括以下步骤：

步骤一：当煤层孔制备成型后，将光固化装置套入瓦斯抽采管12，并将其中的瓦斯抽采孔管道接头10固定在瓦斯抽采管12上，沿煤层孔插入瓦斯抽采管12；

步骤二：根据煤层孔壁15的坚固性系数确定光敏树脂开始喷射的位置及持续距离，开始使用后，打开光固化树脂喷头1以及紫外线灯珠2；

步骤三：推进抽采管道，并保持光固化树脂喷头1、紫外线灯珠2打开，按照步骤二确定的开始喷射的位置及持续距离，边推进抽采管道，边喷出光敏树脂，并完成光照固化，直至到达预定终点后关闭光固化树脂喷头1以及紫外线灯珠2；