一种井工煤矿抽采钻孔三堵两注可二次带压封孔器的制作方法

1.本实用新型涉及煤矿瓦斯抽采领域，尤其涉及一种井工煤矿抽采钻孔三堵两注可二次带压封孔器。


背景技术：

2.瓦斯在煤体或围岩中是以游离状态和吸着状态存在，当空气中氧气浓度达到10％时，瓦斯浓度在5％-16％之间时就会发生爆炸。目前，所有的突出矿井、高瓦斯矿井都建设有矿井瓦斯抽采系统，对矿井进行煤层瓦斯抽采。
3.煤层瓦斯抽采需要在煤层内打钻孔，然后在钻孔中送入封孔装置，煤矿采取抽放措施，将富含于煤层中的瓦斯抽放出来。而在抽采系统中对抽采效果起决定性作用的就是抽采钻孔的封孔质量，需要确保钻孔严实密封，并且具有较长的密封长度。我国瓦斯抽采钻孔封孔技术先后经历了黄泥封孔、水泥封孔、聚氨酯封孔、胶囊封孔器封孔、“两堵一注”封孔等封孔工艺。
4.传统“两堵一注”式封孔工艺封孔之后，抽采钻孔经过一段时期抽采后钻孔抽采瓦斯浓度会衰减的很快，抽采45天之后瓦斯抽采浓度减少一半左右。经过一段时间的抽采，受动压影响，钻孔周围裂隙重新发育，随着抽采时间的延长会出现抽采浓度降低和漏气的现象，严重影响瓦斯抽采效率。
5.在瓦斯进行抽采钻孔区域通过聚氨酯进行封孔，但上述形式的封孔由于材料强度和性质问题，不能够和孔壁进行完好的贴合，外界空气会沿着钻孔壁的缝隙渗入，影响内部瓦斯浓度，导致瓦斯有效抽采时间缩短。


技术实现要素：

6.为了克服现有技术不足，提出一种井工煤矿抽采钻孔三堵两注可二次带压封孔器，以解决上述背景技术中提出的问题。本实用新型采用三堵两注的封孔工艺，先进行第一次封堵，在第一次封堵不严密的情况下，再进行二次注浆封堵，保证封堵严密。
7.为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：
8.一种井工煤矿抽采钻孔三堵两注可二次带压封孔器,在钻孔内设置有第一注浆管，所述第一注浆管上依次间隔设置有囊袋a、囊袋b和囊袋c，囊袋a、囊袋b和囊袋c均包括内层和外层，所述第一注浆管位于囊袋a、囊袋b和囊袋c的内层和外层之间，所述第一注浆管位于囊袋a、囊袋b和囊袋c的部分分别设置有单向阀一、单向阀二和单向阀三，第一注浆管位于囊袋a和囊袋b之间的部分设置有爆破阀，所述第一注浆管一侧设置有瓦斯抽放管，所述瓦斯抽放管位于囊袋a和囊袋b之间部分设置第一返水排气装置，所述瓦斯抽放管一侧设置有第二注浆管，所述第二注浆管延伸至囊袋b和囊袋c之间的部分，所述瓦斯抽放管另一侧设置有返水排气管，所述返水排气管延伸至囊袋b和囊袋c之间，所述返水排气管位于囊袋b和囊袋c之间的部分设置有第二返水排气装置。
9.作为本实用新型的更进一步技术方案：所述第一返水排气装置为在瓦斯抽放管上
开设用于气体和水通过的第一透气排水孔，所述第一透气排水孔上设置有用于阻挡浆液的第一隔层；所述第二返水排气装置为在返水排气管上开设用于气体和水通过的第二透气排水孔，所述第二透气排水孔上设置用于阻挡浆液的第二隔层。
10.作为本实用新型的更进一步技术方案：所述瓦斯抽放管贯穿囊袋a、囊袋b和囊袋c 的内层内腔。
11.作为本实用新型的更进一步技术方案：所述返水排气管贯穿囊袋c的内层内腔，所述第二注浆管贯穿囊袋c的内层内腔。
12.本实用新型的有益效果：
13.本实用新型采用三堵两注的封孔工艺，先往囊袋a、囊袋b和囊袋c中注浆，再往囊袋a、囊袋b之间注浆封堵；因为囊袋a和囊袋b之间的瓦斯、空气和水经第一返水排气装置进入瓦斯抽放管排走，保证了囊袋a和囊袋b之间的部分可以封堵严密；
14.若第一次封堵出现不严密的情况时，启动第二次封堵，通过第二注浆管往囊袋b和囊袋c之间的部分注浆，囊袋b和囊袋c之间的瓦斯、空气和水经第二返水排气装置进入返水排气管抽走，保证了囊袋c和囊袋b之间的部分可以封堵严密。
15.三堵两注的封孔工艺先进行第一次封堵，通过第一返水排气装置将气体和水排走，保证了封堵的严密性；
16.可根据钻孔周边围岩松动圈范围控制囊袋a和囊袋b之间封孔深度，可减少注浆材料，从而节省费用；
17.在第一段封堵不严密存在漏气的情况下有弥补措施，真正实现二次带压注浆，第二注浆管进行二次带压注浆，通过第二返水排气装置将气体排走，保证了封堵的严密性，确保钻孔抽采效果；
18.根据各个煤矿的实际情况，可将囊袋b与囊袋c之间的抽放管抗压强度增大，从而实现比第一段更大压力的带压注浆。
附图说明
19.图1为本实用新型主要结构示意图；
20.图2为囊袋a主要结构剖视图；
21.图3为囊袋b主要结构剖视图；
22.图4为囊袋c主要结构剖视图。
23.图中：1-囊袋a、2-单向阀一、3-爆破阀、4-囊袋b、5-单向阀二、6-第一注浆管、7
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囊袋c、8-单向阀三、9-第二注浆管、10-瓦斯抽放管、11-第一返水排气装置、12-第二返水排气装置、13-返水排气管、14-钻孔、15-第一透气排水孔、16-第一隔层、17-第二透气排水孔、18-第二隔层、19-内层、20-外层。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.参照图1-4，一种井工煤矿抽采钻孔三堵两注可二次带压封孔器,在钻孔14内设置有第一注浆管6，第一注浆管6上依次间隔设置有囊袋a1、囊袋b4和囊袋c7，囊袋a1、囊袋b4和囊袋c7均包括内层19和外层20。第一注浆管6位于囊袋a1、囊袋b4和囊袋c7 的内层19和外层20之间。第一注浆管6位于囊袋a1、囊袋b4和囊袋c7的部分分别设置有单向阀一2、单向阀二5和单向阀三8，第一注浆管6通过单向阀一2、单向阀二5和单向阀三8分别向囊袋a1、囊袋b4和囊袋c7的内层19的内腔注入浆体，浆体可以封堵钻孔周边的裂隙，防止漏气，封堵效果好。第一注浆管6位于囊袋a1和囊袋b4之间的部分设置有爆破阀3。
26.第一注浆管6一侧设置有瓦斯抽放管10，瓦斯抽放管10贯穿囊袋a1、囊袋b4和囊袋c7的内层19内腔。瓦斯抽放管10位于囊袋a1和囊袋b4之间部分设置第一返水排气装置11。第一返水排气装置11为在瓦斯抽放管10上开设用于气体和水通过的第一透气排水孔15，第一透气排水孔15上设置有用于阻挡浆液的第一隔层16。浆体一般采用水泥、粉煤灰、速凝膨胀剂和水混合而成，带压后浆体中水排出，排出的水经第一透气排水孔15 排走，水排出后的注浆材料可快速凝固达到封堵的目的。
27.瓦斯抽放管10一侧设置有第二注浆管9，第二注浆管9延伸至囊袋b4和囊袋c7之间的部分，第二注浆管9贯穿囊袋c7的内层19内腔。瓦斯抽放管10另一侧设置有返水排气管13，返水排气管13贯穿囊袋c7的内层19内腔，返水排气管13延伸至囊袋b4和囊袋c7之间的部分，返水排气管13位于囊袋b4和囊袋c7之间的部分设置有第二返水排气装置12，第二返水排气装置12为在返水排气管13上开设用于气体通过的第二透气排水孔 17，第二透气排水孔17上设置用于阻挡浆液的第二隔层18。
28.本实用新型具体实施方式：抽放钻孔施工结束后，将本实用新型放入钻孔14内，在囊袋c7内安装第二注浆管9、返水排气管13和第二返水排气装置12。第一注浆管6与注浆设备连接后开始注浆，第一注浆管6内的浆体分别经单向阀一2、单向阀二5和单向阀三8分别向囊袋a1、囊袋b4和囊袋c7的内层19的内腔注入浆体，浆体将囊袋a1、囊袋b4和囊袋c7充填严实。
29.3个囊袋充填严实后，达到一定压力爆破阀3打开开始往囊袋a1、囊袋b4之间注浆，囊袋a1、囊袋b4之间的瓦斯、空气和水经第一返水排气装置11进入瓦斯抽放管10排走，达到指定注浆压力时停止注浆，完成第一次注浆，等待浆体凝固后，钻孔14连接管路带负压进行抽放。
30.可根据抽放瓦斯浓度情况以及通过第二注浆管9、第二返水排气装置12检测钻孔是否封堵严实，如封堵不严实，启动二次注浆，通过过第二注浆管9往囊袋b4和囊袋c7之间注浆，囊袋b4和囊袋c7之间的瓦斯、空气和水经第二返水排气装置12进入返水排气管 13抽走。
31.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
32.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包
含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。