本发明专利技术公开了一种井下顶板钻孔封孔装置及其封孔方法，属于井下顶板钻孔封孔技术领域，包括顶板钻孔、孔口套管以及注浆设备，所述顶板钻孔的内部埋设有孔口套管，所述孔口套管上安装有法兰盘，所述法兰盘上开设有进浆孔与回浆孔，所述进浆孔与回浆孔上均设置有球阀，在所述孔口套管内设置有回浆管，回浆管上下两端分别延伸至孔口套管顶端与法兰盘的回浆孔处，且回浆管下端口与回浆孔密封连接。本发明专利技术可以实现井下顶板钻孔全高度可视化封孔功能，实现了钻孔全高度封堵，彻底消除了钻孔封闭不良对工作面掘进带来的潜伏威胁，具有较高的安全效益，解决了长期困扰井下顶板钻孔封堵成效的技术瓶颈，大幅降低了矿井水害防治费用投入。
【技术实现步骤摘要】
一种井下顶板钻孔封孔装置及其封孔方法
本专利技术涉及井下顶板钻孔封孔
，具体为一种井下顶板钻孔封孔装置。
技术介绍
我国煤矿开采过程中，常常会遇到瓦斯积聚、煤层自然发火等问题，解决这些问题最为常用的方法之一就是在顶板裂隙带钻孔，采用高位顶板裂隙钻孔抽放通风后，能够大幅度提高了工作面的通风生产能力和工作的原煤产量，经济效益相当明显，煤矿井下中大部分煤炭与煤层气都属于伴生矿产，如果要涉及到煤炭的开采，就必须要停吸附于煤炭中的瓦斯进行释放，在煤层正式回采前，先利用钻机对煤层进行钻孔施工，并借助钻孔进行瓦斯预抽工作，尽量起到降低煤层中瓦斯含量的作用，保证瓦斯不超标，最终实现安全生产的目的，煤矿井下施工的顶板探放水钻孔或注浆孔使用完成后，需进行全孔注浆封堵，常规的注浆封孔工艺为单孔加压封堵，遇孔内杂物和压力影响，易造成钻孔封孔不实、高度不够，受采动破坏影响钻孔封闭不良可能形成人为导水通道，导通顶板含水层，对工作面掘进带来较大威胁，封孔是煤矿抽放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，钻孔的安全高效封堵，已成为影响钻探和注浆封堵成效的技术瓶颈。目前已有的井下顶板钻孔封孔装置及其封孔方法常常在井下钻孔封孔过程中出现钻孔封孔不实，高度不够等问题，甚至可能会因为封闭不良钻孔从而带来潜在危险，安全效益较低，受采动破坏影响钻孔封闭不良可能形成人为导水通道，导通顶板含水层，对工作面掘进带来较大威胁，风险较大，同时，由于钻孔封孔过程中管道承受压力较大，接口处极有可能自然脱落，影响工作效率。因此，有必要提供一种井下顶板钻孔封孔装置解决上述技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种井下顶板钻孔封孔装置及其封孔方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种井下顶板钻孔封孔装置，包括顶板钻孔、孔口套管以及注浆设备，所述顶板钻孔的内部埋设有孔口套管，所述孔口套管上安装有法兰盘，所述法兰盘上开设有进浆孔与回浆孔，所述进浆孔位于所述回浆孔的正上方，所述进浆孔与回浆孔上均设置有球阀，在所述孔口套管内设置有回浆管，回浆管上下两端分别延伸至孔口套管顶端与法兰盘的回浆孔处，且回浆管下端口与回浆孔密封连接。优选的，所述注浆设备包括底座以及设置于所述底座顶部的防爆电动注浆泵，所述防爆电动注浆泵的输出端连通有注浆管，所述防爆电动注浆泵的输入端连通有进浆管，所述底座的一侧且位于所述回浆孔的正下方设置有浆池，所述进浆孔上设置有固紧组件，所述防爆电动注浆泵的顶部设置有压力表,所述注浆管的一端与所述进浆孔相连通，所述进浆管的一端贯穿所述浆池且延伸至所述浆池的内部。优选的，所述固紧组件包括固定套壳、分别固定连接于所述固定套壳内壁顶部与底部的固定弹簧、固定板、固定连接于所述固定板顶部的拉伸杆、分别转动连接于所述固定套壳顶部与底部的螺纹杆以及固定连接于所述螺纹杆一端的夹持板，所述固定板与所述固定弹簧的一端固定连接。优选的，所述拉伸杆的一端贯穿所述固定套壳且延伸至所述固定套壳的外部，所述螺纹杆的一端贯穿所述固定套壳且延伸至所述固定套壳的外部。优选的，所述法兰盘为φ108mm高压法兰盘，所述球阀为φ25mm高压球阀，所述注浆管为φ25mm高压连接胶管。优选的，所述回浆管为φ16mmPVC管，所述回浆管位于所述顶板钻孔中且长度至孔底。优选的，所述固定板的数量为两个，所述固定套壳的两端皆为不封闭状态，所述固定套壳的形状为圆筒型，所述夹持板的形状为半弧形板。本专利技术还公开了一种井下顶板钻孔封孔施工方法，包括如下步骤：S1、根据顶板钻孔的孔径加工具有回浆孔与进浆孔的法兰盘，并在回浆孔与进浆孔处焊接高压球阀；S2、将步骤所制的法兰盘安装于顶板钻孔的孔口套管外，并保持密封，在顶板钻孔内设置所述回浆管；S3、利用注浆设备对进浆孔注浆，直至回浆管内有持续浆液回流时，将回浆孔的高压球阀关闭，继续注浆至设计压力时关闭进浆孔球阀，完成顶板钻孔的全高度封堵。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)该井下顶板钻孔封孔装置，通过应用连通器原理来达到全孔封堵的预期效果，钻孔注浆封孔时，将新型法兰盘安装在空口套管上，并在回浆孔中下置回浆管至孔底，然后通过开启防爆电动注浆泵抽取浆池中的浆液并通过注浆管输送浆液，同时，将固定套壳套设在进浆孔上，然后固定板在固定弹簧自身的弹力作用下对进浆孔进行固定，当注浆管与进浆孔接好后，转动螺纹杆，然后螺纹杆带动夹持板对注浆管进行夹持固定，使接口处更加稳定，随着浆液的不断注入，待回浆孔持续有浆液回流时，说明浆液已到达孔底高度，此时将回浆孔上的球阀关闭，急需加压注浆至设计压力后将进浆孔上的球阀关闭，确保了全孔充满浆液，达到预期的钻孔全高度封堵，封堵完毕后可对伸缩杆施加一个向上的力然后伸缩杆带动固定板上升从而拆卸固定套壳，该顶板钻孔封孔装置应用后，可以实现井下顶板钻孔全高度可视化封孔功能，注浆管单孔进浆，当回液孔持续有浆液回流时，关闭回液孔球阀，继续加压注浆至设计压力，实现了钻孔全高度封堵，彻底消除了钻孔封闭不良对工作面掘进带来的潜伏威胁，具有较高的安全效益。(2)该顶板钻孔封孔该装置应用后，实现钻孔快速高效封堵，解决了长期困扰井下顶板钻孔封堵成效的技术瓶颈，大幅降低了矿井水害防治费用投入。(3)该顶板钻孔封孔该装置中的固定组件使得注浆接口处更加牢固稳定，提高工作效率，有效防止钻孔封孔过程中因为管道松动脱落而造成的意外情况，同时固定组件方便拆卸与安装，实用性强。附图说明图1为本专利技术提供的井下顶板钻孔封孔装置的一种较佳实施例的结构示意图；图2为图1所示法兰盘的结构示意图；图3为图1所示A处的结构示意放大图。图中：1、顶板钻孔；101、孔口套管；2、回浆管；3、法兰盘；4、进浆孔；5、回浆孔；6、球阀；7、注浆管；8、底座；9、防爆电动注浆泵；10、浆池；11、进浆管；12、压力表；13、固定套壳；14、固定弹簧；15、固定板；16、螺纹杆；17、夹持板；18、拉伸杆。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-3，本专利技术提供的一种实施例：一种井下顶板钻孔封孔装置，包括顶板钻孔1、孔口套管101以及注浆设备，所述顶板钻孔1的内部埋设有孔口套管101，所述孔口套管101上安装有法兰盘3，所述法兰盘3上开设有进浆孔4与回浆孔5，所述进浆孔4位于所述回浆孔5的正上方，所述进浆孔4与回浆孔5上均设置有球阀6，在所述孔口套管101内设置有回浆管2，回浆管2上下两端分别延伸至孔口套管101顶端与法兰盘3的回浆孔5处，且回浆管2下端口与回浆孔5密封连接。所述注浆设备包括底座8以及设置于所述底座8顶部的防爆电本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种井下顶板钻孔封孔装置，包括顶板钻孔(1)、孔口套管(101)以及注浆设备，其特征在于：所述顶板钻孔(1)的内部埋设有孔口套管(101)，所述孔口套管(101)上安装有法兰盘(3)，所述法兰盘(3)上开设有进浆孔(4)与回浆孔(5)，所述进浆孔(4)位于所述回浆孔(5)的正上方，所述进浆孔(4)与回浆孔(5)上均设置有球阀(6)，在所述孔口套管(101)内设置有回浆管(2)，回浆管(2)上下两端分别延伸至孔口套管(101)顶端与法兰盘(3)的回浆孔(5)处，且回浆管(2)下端口与回浆孔(5)密封连接。/n
【技术特征摘要】
1.一种井下顶板钻孔封孔装置，包括顶板钻孔(1)、孔口套管(101)以及注浆设备，其特征在于：所述顶板钻孔(1)的内部埋设有孔口套管(101)，所述孔口套管(101)上安装有法兰盘(3)，所述法兰盘(3)上开设有进浆孔(4)与回浆孔(5)，所述进浆孔(4)位于所述回浆孔(5)的正上方，所述进浆孔(4)与回浆孔(5)上均设置有球阀(6)，在所述孔口套管(101)内设置有回浆管(2)，回浆管(2)上下两端分别延伸至孔口套管(101)顶端与法兰盘(3)的回浆孔(5)处，且回浆管(2)下端口与回浆孔(5)密封连接。
2.根据权利要求1所述的一种井下顶板钻孔封孔装置，其特征在于：所述注浆设备包括底座(8)以及设置于所述底座(8)顶部的防爆电动注浆泵(9)，所述防爆电动注浆泵(9)的输出端连通有注浆管(7)，所述防爆电动注浆泵(9)的输入端连通有进浆管(11)，所述底座(8)的一侧且位于所述回浆孔(5)的正下方设置有浆池(10)，所述进浆孔(4)上设置有固紧组件，所述防爆电动注浆泵(9)的顶部设置有压力表(12),所述注浆管(7)的一端与所述进浆孔(4)相连通，所述进浆管(11)的一端贯穿所述浆池(10)且延伸至所述浆池(10)的内部。
3.根据权利要求2所述的一种井下顶板钻孔封孔装置，其特征在于：所述固紧组件包括固定套壳(13)、分别固定连接于所述固定套壳(13)内壁顶部与底部的固定弹簧(14)、固定板(15)、固定连接于所述固定板(15)顶部的拉伸杆(18)、分别转动连接于所述固定套壳(13)顶部与底部的螺纹杆(16)以及固定连接于所述螺纹杆(16)一端的夹持板(17)，所述固定板(15)与所述固定弹簧(14)的一端固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种井下顶板钻孔封孔装置，其特征在于：所述拉伸杆(18)的一端贯穿所述固定套壳(13)且延伸至所述固定套壳(13)的外部，所述螺纹杆(16)的一端贯穿所述固定套壳(13)且延伸至所述固定套壳(13)的外部。
5.根据权利要求1所述的一种井下顶板钻孔封孔装置，其特征在于：所述法兰盘(3)为φ108mm高压法兰盘，所述球阀(6)为φ25mm高压球阀，所述注浆管(7)为φ25mm高压连接胶管。
【专利技术属性】
技术研发人员：周建，贾天剑，郑兴博，吕伟魁，孙建西，赵超，朱敏，陈强，
申请(专利权)人：山东新巨龙能源有限责任公司，
类型：发明
国别省市：山东;37
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