一种瓦斯抽采下向孔封孔装置及其封孔方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种瓦斯抽采下向孔封孔装置，包括分别作为抽采管和排水管的两路束管，所述两路束管下至孔底煤层底板处，所述两路束管下到煤层底板至孔底段之间区域处开设有花眼；所述两路束管上套设有一个封孔囊袋，所述封孔囊袋设置于孔内座底处，用于将钻孔封孔；所述封孔囊袋上还设置有注浆管，所述注浆管沿钻孔插入所述封孔囊袋内，用于向所述封孔囊袋内及钻孔内注浆。本发明专利技术还公开了基于该装置的封孔方法。本发明专利技术的优点在于：本发明专利技术避免了接头漏气对抽采效果的影响，减少孔内套管所占空间，提高了封孔质量，抽采浓度提升了6倍以上；封孔材料简单，单孔成本相对节省了50％。

A hole sealing device for gas drainage and its sealing method

The invention discloses a downward hole sealing device for gas extraction, which comprises two bundles, which are respectively used as a drainage pipe and a suction pipe, and the two bundles are downward to the coal seam floor at the bottom of the hole. The sealing bag is arranged at the bottom of the borehole inner base for sealing the borehole, and a grouting pipe is also arranged on the sealing bag, and the grouting pipe is inserted into the sealing bag along the borehole for grouting into the sealing bag and the borehole. The invention also discloses a sealing method based on the device. The invention has the advantages of avoiding the influence of joint leakage on the pumping effect, reducing the space occupied by the casing in the hole, improving the sealing quality, increasing the pumping concentration by more than 6 times, simple sealing material and relatively saving the cost of a single hole by 50%.

【技术实现步骤摘要】
一种瓦斯抽采下向孔封孔装置及其封孔方法
本专利技术涉及煤矿瓦斯处理
，具体涉及一种瓦斯抽采下向孔封孔装置及其封孔方法。
技术介绍
煤矿瓦斯抽采就是向煤层和瓦斯集聚区域打钻，将钻孔接在专用的管路上，用抽采设备将煤层和采空区中的瓦斯抽至地面，加以利用；或排放至总回风流中。抽采瓦斯不仅是降低开采过程中的瓦斯涌出量、防止瓦斯超限和积聚，预防瓦斯爆炸和煤与瓦斯突出事故的重要措施，还可变害为利，作为煤炭伴生的资源加以开发利用。封孔是煤矿抽采瓦斯钻孔中的一项重要技术，钻孔的密封性直接影响抽采效果。目前采用的主流封孔技术为“两堵一注”法，即在钻孔两端通过树脂材料和封孔囊袋堵孔，中间用水泥浆加压注浆，使钻孔密封，其优点在于能使钻孔周围的裂缝得到充填、密闭，抑制内部气体、液体外渗，另一方面能使钻孔得到可靠的支护，保证钻孔的稳定。但该方法仍存在密封效果较差的缺点，导致抽采浓度普遍很低，具体原因如下：1、钻孔封孔注浆后，水泥浆液会沉淀收缩，凝固后钻孔封孔段的上部就形成一个空白带，钻孔合茬抽采时，就容易从空白带的套管管接处漏气造成抽采浓度差。2、在送套管过程中，由于套管与孔壁之间的间隙较小，封孔囊袋与孔壁摩擦容易出现漏液，使囊袋未能形成座底封孔。
技术实现思路
本专利技术针对上述技术问题，提出了一种瓦斯抽采下向孔封孔装置，采用“一堵一注”方式对钻孔进行封孔，有效解决了密封性差的问题，提高了瓦斯抽采浓度；本专利技术还提出了基于该封孔装置的封孔方法。本专利技术采用以下技术方案解决上述技术问题之一：一种瓦斯抽采下向孔封孔装置，包括分别作为抽采管和排水管的两路束管，所述两路束管下至孔底煤层底板处，所述两路束管下到煤层底板至孔底段之间区域处开设有花眼；所述两路束管上套设有一个封孔囊袋，所述封孔囊袋设置于孔内座底处，用于将钻孔封孔；所述封孔囊袋上还设置有注浆管，所述注浆管沿钻孔插入所述封孔囊袋内，用于向所述封孔囊袋内及钻孔内注浆。优化的，为了减少插接处漏气的问题，所述两路束管均采用整盘式聚氯乙烯束管。优化的，所述两路束管下部通过胶带捆扎，形成一路套管，以便于抵开钻头。优化的，所述封孔囊袋采用袖筒布与橡胶、乳胶复合而成的弹性薄壁材料或膨胀橡胶管，所述封孔囊袋表面还密布用于排气的穿刺微孔。本专利技术采用以下技术方案解决上述技术问题之二：一种瓦斯抽采下向孔封孔方法，采用如上所述的瓦斯抽采下向孔封孔装置，包括如下步骤：1)下管：用金属探杆从孔口下入两路束管至孔底，所述两路束管分别作为抽采管和排水管；将两路束管下部用胶带捆扎，形成一路套管以便抵开钻头，所述束管下到煤层底板至孔底段之间区域处开设有花眼。2)囊袋固定：待所述两路束管下到位后，将封孔囊袋套在所述两路束管上，用金属探杆将封孔囊袋送入孔内进行座底封孔；3)安装注浆管：在孔口设置注浆管，所述注浆管沿钻孔插入所述封孔囊袋内；4)用注浆管注浆：用水泥/水质量比为0.7-1：1的比例搅拌均匀水泥浆，用注浆管进行注浆，至爆破阀打开囊袋注满后，继续注浆至孔口返浆，注满后用水泥把孔口抹平，封孔结束。其中，所述水泥为膨胀水泥。本专利技术的优点在于：1.抽采套管由插接式改为整盘式，避免了接头漏气对抽采效果的影响。2.省掉返浆管、专用吹水管、PVC套管，减少孔内套管所占空间，提高封孔质量。3.相较于传统封孔工艺，抽采浓度提升了6倍以上。4.仅需要下入孔内两路聚氯乙烯束管，囊袋封孔器(一堵)，单孔成本相对节省了50％。附图说明图1为本专利技术的封孔整体结构示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术进行详细的描述。实施例1如图1所示，一种瓦斯抽采下向孔封孔装置，包括分别作为抽采管1和排水管2的两路束管，所述两路束管下至孔底煤层3底板处，所述两路束管下到煤层底板至孔底段之间区域处开设有花眼4；所述两路束管上套设有一个封孔囊袋5，所述封孔囊袋5设置于孔内座底处，用于将钻孔6封孔；所述封孔囊袋5上还设置有注浆管7，所述注浆管7沿钻孔6插入所述封孔囊袋5内，用于向所述封孔囊袋5内及钻孔6内注浆。为了减少插接处漏气的问题，所述两路束管均采用整盘式聚氯乙烯束管。所述两路束管下部通过胶带捆扎(图未显示)，形成一路套管，以便于抵开钻头。所述封孔囊袋采用袖筒布与橡胶、乳胶复合而成的弹性薄壁材料或膨胀橡胶管，所述封孔囊袋表面还密布用于排气的穿刺微孔。实施例2一种瓦斯抽采下向孔封孔方法，采用如上所述的瓦斯抽采下向孔封孔装置，包括如下步骤：1)下管：用金属探杆从孔口下入两路束管至孔底，所述两路束管分别作为抽采管1和排水管2；将两路束管下部用胶带捆扎，形成一路套管以便抵开钻头，所述束管下到煤层3底板至孔底段之间区域处开设有花眼4。2)囊袋固定：待所述两路束管下到位后，将封孔囊袋5套在所述两路束管上，用金属探杆将封孔囊袋5送入孔内进行座底封孔；3)安装注浆管：在孔口设置注浆管7，所述注浆管7沿钻孔6插入所述封孔囊袋5内；4)用注浆管注浆：用膨胀水泥水泥/水质量比为0.7-1：1的比例搅拌均匀水泥浆，用注浆管7进行注浆，至爆破阀打开囊袋注满后，继续注浆至孔口返浆，注满后用水泥把孔口抹平，封孔结束。实施例3某轨顺顶板巷现场抽采封孔对比施工情况：(一)现场地质情况及设计规格1151(1)轨顺顶板巷煤层最大瓦斯压力为0.78MPa，最大瓦斯含量为4.83m3/t。设计长度2141m，断面规格：宽×高(净)＝5200×3800mm(净)，锚网索+套29U棚支护。巷道内每50米布置一个钻场，在钻场和巷道内施工下向穿层钻孔，沿巷道走向每10米设计一组钻孔，每组10个钻孔，孔底间距5m*10m。要求钻孔全程下套管封孔，封孔长度不小于12米。(二)钻孔封孔施工对比情况第一组采用传统的两堵一注工艺进行封孔，在此不再赘述。第二组采用“全程套管护孔工艺”下入1吋PVC插接式套管。将两路Φ12mm聚氯乙烯束管穿入1吋套管内下入孔底。其中，11-2煤层底板至孔底段将聚氯乙烯束管掏洞，在11-2见煤点向上2～4m位置用聚氨酯将1吋管和两路聚氯乙烯束管进行固定。采用“一堵一注”工艺进行封孔(只设置内堵头)。将囊袋式封孔器下囊袋套在1吋管上，用金属探杆将囊袋捣入孔内，深度不小于20米，撤出探杆。向囊袋内注入水泥浆，至爆破阀打开囊袋注满后，继续注浆至孔口返浆，浆液通过孔口1吋花管灌入1吋管和聚氯乙烯束管之间的间隙，注满后用水泥把孔口抹平，封孔结束。(三)抽采浓度对比第一组钻孔采用原两堵一注封孔工艺封孔时，1#钻场合茬抽采24小时内干管抽采浓度在2﹪～5﹪之间，钻孔合茬后一周单孔浓度如下表1所示：表1：第二组钻孔均采用新封孔工艺进行封孔，5#钻场合茬抽采24小时内干管抽采达到20﹪以上，钻孔合茬后一周单孔浓度如下表2所示：表2：实施例4某轨顺顶板巷现场抽采封孔施工情况：(一)现场地质情况及设计规格1222(1)轨顺顶板巷煤层实测瓦斯含量为5.17m3/t，瓦斯压力0.62MPa。设计工程量1148m，断面规格：宽×高(净)＝5200×3800mm(净)，巷道采用锚网、锚梁网索支护，局部采用架“U”型棚支护，巷道最大起伏坡度为8°。设计12组96个措施孔和4个效检孔，工程量4399m。倾角范围：-27～-70°，孔深范围：30～62米。(二)钻孔封孔施工情况采用“全程套管护孔工艺”下入两路Φ12本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种瓦斯抽采下向孔封孔装置，其特征在于，包括分别作为抽采管和排水管的两路束管，所述两路束管下至孔底煤层底板处，所述两路束管下到煤层底板至孔底段之间区域处开设有花眼；所述两路束管上套设有一个封孔囊袋，所述封孔囊袋设置于孔内座底处，用于将钻孔封孔；所述封孔囊袋上还设置有注浆管，所述注浆管沿钻孔插入所述封孔囊袋内，用于向所述封孔囊袋内及钻孔内注浆。

【技术特征摘要】
1.一种瓦斯抽采下向孔封孔装置，其特征在于，包括分别作为抽采管和排水管的两路束管，所述两路束管下至孔底煤层底板处，所述两路束管下到煤层底板至孔底段之间区域处开设有花眼；所述两路束管上套设有一个封孔囊袋，所述封孔囊袋设置于孔内座底处，用于将钻孔封孔；所述封孔囊袋上还设置有注浆管，所述注浆管沿钻孔插入所述封孔囊袋内，用于向所述封孔囊袋内及钻孔内注浆。2.如权利要求1所述的瓦斯抽采下向孔封孔装置，其特征在于，所述两路束管均为整盘式聚氯乙烯束管。3.如权利要求1所述的瓦斯抽采下向孔封孔装置，其特征在于，所述两路束管下部通过胶带捆扎，形成一路套管。4.如权利要求1所述的瓦斯抽采下向孔封孔装置，其特征在于，所述封孔囊袋采用袖筒布与橡胶、乳胶复合而成的弹性薄壁材料或膨胀橡胶管，所述封孔囊袋表面还密布用于排气的穿刺微孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘东生，余岩，
申请(专利权)人：淮南矿业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34