本发明专利技术公开了一种煤矿瓦斯抽采钻孔封孔剂定向膨胀装置及其膨胀方法，包括内段外侧定向装置、内段内侧定向装置、外段外侧定向装置和外段内侧定向装置，内段外侧定向装置与内段内侧定向装置安装在内段封堵区的瓦斯抽采管上，外段外侧定向装置与外段内侧定向装置安装在外段封堵区的瓦斯抽采管和注浆管上，内段内侧定向装置和外段外侧定向装置将袋装封孔剂捆绑在瓦斯抽采管的内段外侧定向装置与内段内侧定向装置之间和外段外侧定向装置与外段内侧定向装置之间。本发明专利技术定向膨胀装置不仅实现了封孔剂定向膨胀，使得封孔剂扩展长度得以控制，完全封闭瓦斯抽采钻孔断面，避免瓦斯抽采管受到挤压，保证了瓦斯抽采钻孔封孔质量，提高了瓦斯抽采钻孔抽采负压、瓦斯抽采浓度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种煤矿瓦斯抽采钻孔封孔剂定向膨胀装置及其膨胀方法，属于煤矿瓦斯抽采
技术介绍
目前煤矿井下瓦斯抽采钻孔使用“两堵一注”的封孔工艺过程中，其中“两堵”即使用膨胀封孔剂对瓦斯抽采钻孔的外段两端进行封堵，保证注浆（即“一注”）过程注浆液不漏液、跑浆，但是在封孔剂的使用过程中，存在以下问题：①由于封孔剂在膨胀过程中方向和膨胀长度存在随机性，因此外段封孔剂在膨胀的过程中有可能将外段的注浆管堵住，内段封孔剂则在膨胀过程中将钻孔里段的筛管堵住；②由于封孔剂初期具有一定的流动性，尤其在对有倾斜角度的瓦斯抽采钻孔进行封堵的过程中，导致封孔剂膨胀后不能完全将瓦斯抽采钻孔断面封闭。以上影响因素使后续注浆可能漏液、跑浆，最终导致瓦斯抽采钻孔中抽采负压低、瓦斯浓度低。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种煤矿瓦斯抽采钻孔封孔剂定向膨胀装置及其膨胀方法，解决现有瓦斯抽采钻孔封孔剂使用过程中膨胀方向和长度无法控制，膨胀后不能有效封堵钻孔断面的问题。本专利技术采取的技术方案为：一种煤矿瓦斯抽采钻孔封孔剂定向膨胀装置，包括内段外侧定向装置、内段内侧定向装置、外段外侧定向装置、外段内侧定向装置、两袋装封孔剂、瓦斯抽采管和注浆管，内段外侧定向装置与内段内侧定向装置安装在内段封堵区的瓦斯抽采管上，外段外侧定向装置与外段内侧定向装置安装在外段封堵区的瓦斯抽采管和注浆管上，内段内侧定向装置和外段外侧定向装置将袋装封孔剂捆绑在瓦斯抽采管上，袋装封孔剂位于内段外侧定向装置与内段内侧定向装置之间和外段外侧定向装置与外段内侧定向装置之间，内段外侧定向装置和外段内侧定向装置能够沿瓦斯抽采管轴向移动，注浆管内端置于内段外侧定向装置和外段内侧定向装置间。优选的，上述内段外侧定向装置、内段内侧定向装置、外段外侧定向装置、外段内侧定向装置均由圆盘状的塑料夹管器和海绵圈组成，塑料夹管器与海绵圈粘合固定塑料夹管器。优选的，上述海绵圈直径大于塑料夹管器的直径。优选的，上述内段外侧定向装置与内段外侧定向装置的安装距离为（0.7～0.9）*L，L为封孔剂在钻孔中最终的轴向扩展长度，外段内侧定向装置与外段外侧定向装置的安装距离为（0.7～0.9）*L。一种煤矿瓦斯抽采钻孔封孔剂定向膨胀装置的膨胀方法，该方法为：在对内段封堵区进行封堵时，内段内侧定向装置固定连接在瓦斯抽采管上，阻止袋装封孔剂向瓦斯抽采钻孔内端膨胀扩展，内段外侧定向装置的塑料夹管器与瓦斯抽采管间为过盈配合，控制袋装封孔剂沿瓦斯抽采钻孔径向膨胀，充满内段内侧定向装置与内段外侧定向装置间整个内段封堵区，同时袋装封孔剂对周围环境形成膨胀压力，当膨胀压力大于内段外侧定向装置的，推动内段外侧定向装置向外移动一段距离，实现内段封堵区袋装封孔剂的定向膨胀；在对外段封堵区进行封堵时，外段外侧定向装置固定连接在瓦斯抽采管上，阻止袋装封孔剂向瓦斯抽采钻孔外端膨胀扩展，外段内侧定向装置的塑料夹管器与瓦斯抽采管和注浆管间分别为过盈配合，控制袋装封孔剂沿瓦斯抽采钻孔径向膨胀，充满外段外侧定向装置和外段内侧定向装置之间的整个内段封堵区，同时封孔剂对周围环境形成膨胀压力，当膨胀压力大于外段内侧定向装置的塑料夹管器对瓦斯抽采管和注浆管的夹持的轴向摩擦力时，推动内段外侧定向装置向内移动一段距离，实现外段封堵区封孔剂的定向膨胀。本专利技术的有益效果：与现有技术相比，本专利技术通过在“两堵一注”瓦斯抽采钻孔封孔工艺过程中采用内段外侧定向装置、内段内侧定向装置、外段外侧定向装置、外段内侧定向装置组成的定向膨胀装置，不仅实现了封孔剂定向膨胀，使得封孔剂扩展长度得以控制，解决了由于封孔剂在膨胀过程中由于扩展方向和扩展长度的随机性导致的注浆管和瓦斯抽采管被阻塞的问题，定向膨胀装置作用使得封孔剂在受限空间内膨胀扩展，有效地解决了封孔剂膨胀后不能完全封闭瓦斯抽采钻孔断面的问题，同时由于塑料制作的定向装置的过盈配合状态，能够在一定压力时实现轴向移动，又保证了封孔剂膨胀过程不会因径向膨胀受限而造成对瓦斯抽采管的挤压；另外由于定向膨胀装置的海绵圈的作用使得反应初期具有流动性的封孔剂不会流出内、外段封堵区，尤其在对有倾斜角度的瓦斯抽采钻孔中效果更明显，本专利技术有效的保证了瓦斯抽采钻孔封孔质量，提高了瓦斯抽采钻孔抽采负压、瓦斯抽采浓度。附图说明图1为本专利技术封孔剂未膨胀扩展前示意图；图2为本专利技术封孔剂膨胀后示意图；图3是图1的Ⅰ-Ⅰ面剖面图；图4是图1的Ⅱ-Ⅱ面剖面图；图5是图1的Ⅲ-Ⅲ面剖面图；图6是图1的Ⅳ-Ⅳ面剖面图。具体实施方式下面结合附图及具体的实施例对本专利技术进行进一步介绍。实施例1：如图1-图6所示，一种煤矿瓦斯抽采钻孔封孔剂定向膨胀装置，包括内段外侧定向装置102、内段内侧定向装置101、外段外侧定向装置201、外段内侧定向装置202、两袋装封孔剂3、瓦斯抽采管4和注浆管5内段外侧定向装置102与内段内侧定向装置101安装在内段封堵区的瓦斯抽采管4上，外段外侧定向装置201与外段内侧定向装置202安装在外段封堵区的瓦斯抽采管4和注浆管5上，内段内侧定向装置101和外段外侧定向装置201将袋装封孔剂3捆绑在瓦斯抽采管4上，袋装封孔剂3位于内段外侧定向装置102与内段内侧定向装置101之间和外段外侧定向装置201与外段内侧定向装置202之间，内段外侧定向装置102和外段内侧定向装置202能够沿瓦斯抽采管4轴向移动，注浆管5内端置于内段外侧定向装置102和外段内侧定向装置202间。优选的，上述内段外侧定向装置102、内段内侧定向装置101、外段外侧定向装置201、外段内侧定向装置202均由圆盘状的塑料夹管器6和海绵圈7组成，塑料夹管器6与海绵圈7粘合固定塑料夹管器6。优选的，上述海绵圈7直径大于塑料夹管器6的直径。优选的，上述内段外侧定向装置102与内段外侧定向装置101的安装距离为（0.7～0.9）*L，L为封孔剂在钻孔中最终的轴向扩展长度，外段内侧定向装置202与外段外侧定向装置201的安装距离为（0.7～0.9）*L。实施例2：一种煤矿瓦斯抽采钻孔封孔剂定向膨胀装置的膨胀方法，该方法为：在对内段封堵区进行封堵时，内段内侧定向装置101固定连接在瓦斯抽采管4上，阻止袋装封孔剂3向瓦斯抽采钻孔内端膨胀扩展，内段外侧定向装置102的塑料夹管器6与瓦斯抽采管间为过盈配合，控制袋装封孔剂3沿瓦斯抽采钻孔径向膨胀，充满内段内侧定向装置101与内段外侧定向装置102间整个内段封堵区，同时袋装封孔剂3对周围环境形成膨胀压力，当膨胀压力大于内段外侧定向装置102的，推动内段外侧定向装置102向外移动一段距离，实现内段封堵区袋装封孔剂3的定向膨胀；在对外段封堵区进行封堵时，外段外侧定向装置201固定连接在瓦斯抽采管4上，阻止袋装封孔剂3向瓦斯抽采钻孔外端膨胀扩展，外段内侧定向装置202的塑料夹管器6与瓦斯抽采管4和注浆管5间分别为过盈配合，控制袋装封孔剂3沿瓦斯抽采钻孔径向膨胀，充满外段外侧定向装置201和外段内侧定向装置202之间的整个内段封堵区，同时封孔剂3对周围环境形成膨胀压力，当膨胀压力大于外段内侧定向装置202的塑料夹管器6对瓦斯抽采管4和注浆管5的夹持的轴向摩擦力时，推动内段外侧定向装置202向内移动一段距离，实现外段封堵区封孔剂3的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种煤矿瓦斯抽采钻孔封孔剂定向膨胀装置，其特征在于：包括内段外侧定向装置（102）、内段内侧定向装置（101）、外段外侧定向装置（201）、外段内侧定向装置（202）、两袋装封孔剂（3）、瓦斯抽采管（4）和注浆管（5），内段外侧定向装置（102）与内段内侧定向装置（101）安装在内段封堵区的瓦斯抽采管（4）上，外段外侧定向装置（201）与外段内侧定向装置（202）安装在外段封堵区的瓦斯抽采管（4）和注浆管（5）上，内段内侧定向装置（101）和外段外侧定向装置（201）将袋装封孔剂（3）捆绑在瓦斯抽采管（4）上，袋装封孔剂（3）位于内段外侧定向装置（102）与内段内侧定向装置（101）之间和外段外侧定向装置（201）与外段内侧定向装置（202）之间，内段外侧定向装置（102）和外段内侧定向装置（202）能够沿瓦斯抽采管（4）轴向移动，注浆管（5）内端置于内段外侧定向装置（102）和外段内侧定向装置（202）间。
【技术特征摘要】
1.一种煤矿瓦斯抽采钻孔封孔剂定向膨胀装置，其特征在于：包括内段外侧定向装置（102）、内段内侧定向装置（101）、外段外侧定向装置（201）、外段内侧定向装置（202）、两袋装封孔剂（3）、瓦斯抽采管（4）和注浆管（5），内段外侧定向装置（102）与内段内侧定向装置（101）安装在内段封堵区的瓦斯抽采管（4）上，外段外侧定向装置（201）与外段内侧定向装置（202）安装在外段封堵区的瓦斯抽采管（4）和注浆管（5）上，内段内侧定向装置（101）和外段外侧定向装置（201）将袋装封孔剂（3）捆绑在瓦斯抽采管（4）上，袋装封孔剂（3）位于内段外侧定向装置（102）与内段内侧定向装置（101）之间和外段外侧定向装置（201）与外段内侧定向装置（202）之间，内段外侧定向装置（102）和外段内侧定向装置（202）能够沿瓦斯抽采管（4）轴向移动，注浆管（5）内端置于内段外侧定向装置（102）和外段内侧定向装置（202）间。2.根据权利要求1所述的一种煤矿瓦斯抽采钻孔封孔剂定向膨胀装置，其特征在于：内段外侧定向装置（102）、内段内侧定向装置（101）、外段外侧定向装置（201）、外段内侧定向装置（202）均由圆盘状的塑料夹管器（6）和海绵圈（7）组成，塑料夹管器（6）与海绵圈（7）粘合固定塑料夹管器（6）。3.根据权利要求2所述的一种煤矿瓦斯抽采钻孔封孔剂定向膨胀装置，其特征在于：海绵圈（7）直径大于塑料夹管器（6）的直径。4.根据权利要求1所述的一种煤矿瓦斯抽采钻孔封孔剂定向膨胀装置，其特征在于：内段外侧定向装置（102）与内段外侧定向装置（1...
【专利技术属性】
技术研发人员：祖自银，余兆星，叶洪金，朱克仁，谢红飞，蒋中承，朱成坦，黄龙麟，付豪，
申请(专利权)人：贵州盘江精煤股份有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52
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