煤矿倾斜大直径钻孔抽采后液压伸缩支撑式封孔装置制造方法及图纸

煤矿倾斜大直径钻孔抽采后液压伸缩支撑式封孔装置，包括均设置在倾斜大直径钻孔内的封孔装置、单囊袋和注浆管，注浆管的出口端与单囊袋连接，注浆管上设置有爆破阀，注浆管的进口端设有位于倾斜大直径钻孔孔口外的注浆阀；封孔装置包括相互连接的充气膨胀封孔部分和液压伸缩定位部分，在倾斜大直径钻孔中充气膨胀封孔部分位于液压伸缩定位部分内侧上方，注浆管穿过充气膨胀封孔部分，爆破阀位于单囊袋与充气膨胀封孔部分之间。本发明专利技术结构简单，操作方便，自动化程度高，封孔装置在倾斜大直径钻孔内固定牢靠并可进行快速封闭钻孔进行注浆作业，注浆完成后可以解决注浆材料、矸石、积水容易进入巷道的问题，实用性强，具有重要的推广价值。的推广价值。的推广价值。

【技术实现步骤摘要】
煤矿倾斜大直径钻孔抽采后液压伸缩支撑式封孔装置


[0001]本专利技术属于煤矿瓦斯抽采钻孔封孔
，具体涉及一种煤矿倾斜大直径钻孔抽采后液压伸缩支撑式封孔装置。

技术介绍

[0002]倾斜大直径钻孔是近几年发展起来的采空区瓦斯抽采新技术，如图1和图2所示，采煤工作面50两侧分别为进风巷49和回风巷51，即在采煤工作面50处的回风巷51旁设置一条瓦斯治理巷52，由瓦斯治理巷52向回风巷51钻进倾斜大直径钻孔53，由倾斜大直径钻孔53替代回风巷51的联络巷抽采上隅角瓦斯，图2中54为采空区，55为保护煤柱，56为煤层，57为瓦斯抽采管道。
[0003]近年来，倾斜大直径钻孔抽采采空区瓦斯得到了一定程度的应用。文献：超大直径钻孔“以孔代巷
”ꢀ
治理上隅角瓦斯技术(蒋璋，杨保国，山西焦煤科技，2019：47-49）、小庄矿“以孔代巷”瓦斯抽采技术可行性研究（郭林生，林建成，李可，等.中国煤炭，2020，46(9):65-70）、超大直径钻孔治理上隅角瓦斯工艺研究（汪开旺. 矿业安全与环保，2020，47( 2): 90-93）、大直径钻孔治理综采工作面上隅角瓦斯应用（石瑞鹏，高翔，李浩. 山西焦煤科技，2018：31-34）、超大直径钻孔采空区瓦斯抽采技术研究（高宏，杨宏伟.煤炭科学技术，2019，47 (2) : 77
-ꢀ
81）、万安煤业大直径钻孔抽采采空区瓦斯技术应用研究（王春丽.煤炭与化工，2019.42（5）：100-103）等介绍了倾斜大直径钻孔在煤矿上的应用。r/>[0004]倾斜大直径钻孔封闭与普通钻孔封孔目的不同，普通钻孔封孔的目的是为了防止空气进入到钻孔中，提高瓦斯抽采浓度和效果；在瓦斯抽采管道57拆除后，需要将倾斜大直径钻孔封闭，其目的是为了封堵大直径钻孔，防止采空区矸石、积水通过倾斜大直径钻孔进入到巷道。
[0005]由于倾斜大直径钻孔具有一定的倾斜角度，且需要较多的封孔材料。在封闭过程中，封闭注浆材料容易顺着倾斜大直径钻孔滑出。如何快速高效的封闭倾斜大直径钻孔，成为倾斜大直径钻孔抽采采空区瓦斯技术推广的关键。

技术实现思路

[0006]本专利技术为了解决倾斜大直径钻孔封闭过程中注浆材料容易顺着倾斜大直径钻孔滑出的问题，提出一种煤矿倾斜大直径钻孔抽采后液压伸缩支撑式封孔装置，能快速封闭倾斜大直径钻孔，防止采空区矸石、积水通过倾斜大直径钻孔进入到巷道。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：煤矿倾斜大直径钻孔抽采后液压伸缩支撑式封孔装置，包括均设置在倾斜大直径钻孔内的封孔装置、单囊袋和注浆管，注浆管的出口端与单囊袋连接，注浆管上设置有爆破阀，注浆管的进口端设有位于倾斜大直径钻孔孔口外的注浆阀；封孔装置包括相互连接的充气膨胀封孔部分和液压伸缩定位部分，在倾斜大直径钻孔中充气膨胀封孔部分位于液压伸缩定位部分内侧上方，注浆管穿过充气膨胀封孔部分，爆
破阀位于单囊袋与充气膨胀封孔部分之间。
[0008]充气膨胀封孔部分包括圆盘、连接杆、外环形气囊，圆盘中心开设有螺纹孔，圆盘的外圆沿圆周方向开设有外环形槽，外环形气囊安装在外环形槽内，圆盘的偏心处开设有与螺纹孔平行的注浆穿孔，注浆管穿设在注浆穿孔内。
[0009]注浆穿孔内圆开设有内环形槽，内环形槽内设有套在注浆管上的内环形气囊；内环形气囊的进气口与外环形气囊的进气口通过一个三通管连接，三通管的第三个接口连接所述的注气管，三通管上设有临近外环形气囊进气口的外注气阀，三通管上设有临近内环形气囊进气口的内注气阀，三通管上在外注气阀与外环形气囊进气口之间设有外压力表，三通管上在内注气阀与内环形气囊进气口之间设有内压力表，内环形气囊上设有内排气阀，外环形气囊上设有外排气阀。
[0010]液压伸缩定位部分包括连接套管，连接套管一端伸入并螺纹连接在螺纹孔内，连接套管另一端外圆沿圆周方向均匀固定设有至少三个套筒，每个套筒的中心线均垂直穿过连接套管的中心线，连接套管内部在临近圆盘的位置设有堵板，连接套管内部同轴线设有内套管，内套管的外径小于连接套管的内径，内套管一端与堵板之间具有间隙，内套管另一端外圆固定设有与连接套管内壁螺纹密封连接的环形密封套，堵板中心处设有第一轴承，内套管端口内壁在环形密封套对应的位置设有第二轴承，第一轴承和第二轴承之间过盈装配有一根丝杆，内套管内壁沿长度方向设有至少一条导向凸棱，丝杆上螺纹连接有与内套管内壁滑动密封配合的第一活塞；套筒内端敞口与连接套管内部连通，套筒外端设有端板，端板中心开设有导孔，套筒内滑动密封设有第二活塞，第二活塞同轴线连接有一根定位杆，定位杆外端尖锐并穿过导孔伸出套筒，定位杆上套设有复位弹簧，复位弹簧两端分别与第二活塞和端板顶压配合，第二活塞内侧的套筒内部、内套管外圆与连接套管内圆之间形成的环形腔、内套管内部在第一活塞与堵板之间的空腔内部设有液压油。
[0011]丝杆外端设有六棱螺母，丝杆上固定设有位于环形密封套外侧的定位锁块，环形密封套外侧面沿圆周方向设有若干个定位槽，定位锁块上开设有与定位槽对应的定位孔，定位孔与其中一个定位槽之间通过一根定位销插接定位。
[0012]采用上述技术方案，使用本专利技术对倾斜大直径钻孔进行封闭施工作业的具体过程，包括以下步骤：（1）将单囊袋和注浆管放入倾斜大直径钻孔内；（2）将封孔装置放置在倾斜大直径钻孔中；（3）将液压伸缩定位部分与倾斜大直径钻孔的孔壁固定连接；（4）充气膨胀封孔部分通过注气管连接注气泵，启动注气泵使充气膨胀封孔部分膨胀将倾斜大直径钻孔密封；（5）注浆管的进口端连接注浆泵，启动注浆泵通过注浆管向单囊袋以及单囊袋与充气膨胀封孔部分之间的倾斜大直径钻孔内注浆；（6）注浆24h后，浆液凝固；将封孔装置拆除。
[0013]步骤（3）具体为：电动螺丝刀卡住六棱螺母顺时针旋转，六棱螺母带动丝杆转动，定位锁块也随着丝杆旋转，由于内套管内壁沿长度方向设有至少一条导向凸棱，与丝杆螺纹连接的第一活塞沿内套管内壁向接近堵板的方向移动，第一活塞通过液压油驱动第二活
塞克服复位弹簧的弹力，第二活塞沿套筒向外移动，与第二活塞固定连接的定位杆沿连接套管的径向方向向外伸长，定位杆尖锐的外端扎入到倾斜大直径钻孔的孔壁煤层或岩层内，液压伸缩定位部分被定位，然后使用定位销插入到定位锁块的定位孔与环形密封套对应的一个定位槽内，这样就确保定位杆的伸出长度保持不变。
[0014]步骤（4）具体为：将三通管的第三个接口通过注气管连接注气泵，打开三通管上的外注气阀，关闭内注气阀，启动注气泵对外环形气囊进行注气；外环形气囊外圆膨胀与倾斜大直径钻孔的内壁压接并密封，当外压力表读数为0.3MPa时，关闭注气泵停止注气；然后关闭外注气阀，打开内注气阀，再启动注气泵，对内环形气囊进行注气，内环形气囊的内圆与注浆管外圆压接并密封，当内压力表的示数为0.2MPa时，关闭注气泵停止注气，再关闭内注气阀。
[0015]步骤（5）中注浆的具体过程为：先将注浆泵的出浆口通过快速接头与注浆管的进口端连接，打开注浆阀，注本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.煤矿倾斜大直径钻孔抽采后液压伸缩支撑式封孔装置，其特征在于：包括均设置在倾斜大直径钻孔内的封孔装置、单囊袋和注浆管，注浆管的出口端与单囊袋连接，注浆管上设置有爆破阀，注浆管的进口端设有位于倾斜大直径钻孔孔口外的注浆阀；封孔装置包括相互连接的充气膨胀封孔部分和液压伸缩定位部分，在倾斜大直径钻孔中充气膨胀封孔部分位于液压伸缩定位部分内侧上方，注浆管穿过充气膨胀封孔部分，爆破阀位于单囊袋与充气膨胀封孔部分之间。2.根据权利要求1所述的煤矿倾斜大直径钻孔抽采后液压伸缩支撑式封孔装置，其特征在于：充气膨胀封孔部分包括圆盘和外环形气囊，圆盘中心开设有螺纹孔，圆盘的外圆沿圆周方向开设有外环形槽，外环形气囊安装在外环形槽内，圆盘的偏心处开设有与螺纹孔平行的注浆穿孔，注浆管穿设在注浆穿孔内。3.根据权利要求2所述的煤矿倾斜大直径钻孔抽采后液压伸缩支撑式封孔装置，其特征在于：注浆穿孔内圆开设有内环形槽，内环形槽内设有套在注浆管上的内环形气囊；内环形气囊的进气口与外环形气囊的进气口通过一个三通管连接，三通管的第三个接口连接所述的注气管，三通管上设有临近外环形气囊进气口的外注气阀，三通管上设有临近内环形气囊进气口的内注气阀，三通管上在外注气阀与外环形气囊进气口之间设有外压力表，三通管上在内注气阀与内环形气囊进气口之间设有内压力表，内环形气囊上设有内排气阀，外环形气囊上设有外排气阀。4.根据权利要求2所述的煤矿倾斜大直径钻孔抽采后液压伸缩支...

【专利技术属性】
技术研发人员：李全中，王向阳，郑文贤，付宏伟，王凯，乔士远，刘旭，张贵方，魏巍，
申请(专利权)人：山西工程技术学院，
类型：发明
国别省市：