一种柔性保压两堵一注封孔施工方法技术

一种柔性保压两堵一注封孔施工方法，包括以下步骤：在巷道内施工钻孔；在巷道内布置储浆装置、注浆泵、增压罐、输浆主管和若干两堵一注式封孔器；向储浆装置中加入封孔材料并进行搅拌；向两堵一注式封孔器注入柔性封孔材料，完成封孔作业；连在瓦斯抽采过程，对漏气钻孔内的两堵一注式封孔器进行补注柔性注浆材料，实现柔性保压封孔。本发明专利技术对浆液现场制作搅拌、集中注浆，注浆完成后集中清洗注浆泵，即节省了时间又降低了工人的劳动强度。流动性凝胶材料使封孔器柔性封孔，可随钻孔变化而变化，当钻孔裂隙扩展时，打开机械阀门，注入凝胶材料，充填裂隙，使钻孔始终处于保压状态。使钻孔始终处于保压状态。使钻孔始终处于保压状态。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性保压两堵一注封孔施工方法


[0001]本专利技术属于煤矿瓦斯抽采
，具体涉及一种柔性保压两堵一注封孔施工方法。

技术介绍

[0002]煤矿井下瓦斯抽釆是解决煤矿瓦斯安全问题的主要手段。井下巷道瓦斯抽采用的本煤层钻孔施工后，要保证瓦斯抽采的顺利进行，必须立即进行封孔，传统的对本煤层钻孔进行封孔完成后，凝固的封孔段无法实现始终保压，后期受巷道变形、采动影响钻孔变形或者应力集中等影响封堵段极易出现裂隙引起钻孔漏气，压力降低，瓦斯浓度下降。有的矿井采取关闭抽釆钻孔来处理钻孔漏气，有的直接再次沿着钻孔位置用钻机打碎原有的封孔装置和固体封孔段再次钻孔、封孔，如此循环，不但直接影响了后期的瓦斯抽釆效率和抽釆浓度，而且增加了大量的劳动工作量和资金投入。

技术实现思路

[0003]本专利技术为了解决现有技术中的不足之处，提供一种封孔效率高、封孔压力稳定、更加安全可靠、减少瓦斯抽采过程中对钻孔维护的柔性保压两堵一注封孔施工方法。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种柔性保压两堵一注封孔施工方法，包括以下步骤：（1）在底抽巷道内沿不同角度用钻机向上方煤层内施工穿层钻孔，或者在本煤层巷道内施工顺层钻孔；（2）在巷道内布置储浆装置、注浆泵、增压罐和输浆主管，在每个钻孔内均设置一个两堵一注式封孔器，每个两堵一注式封孔器均与输浆主管连接；（3）向储浆装置中加入封孔材料并进行搅拌；（4）注浆泵接通电源，在注浆泵的动力作用下，储浆装置内制备好的柔性注浆材料通过增压罐的进一步增压，沿巷道侧帮铺设的输浆主管向两堵一注式封孔器注浆，注浆前先排出输浆主管和其他管路内的空气，柔性注浆材料先注入到两堵一注式封孔器的两个胎囊内，两个胎囊膨胀将钻孔临时封孔，接在柔性注浆材料再注入到两个胎囊之间的封孔段，达到设定压力后，完成封孔；（5）连接瓦斯抽采管路，在瓦斯抽采过程中受巷道变形引起钻孔周围裂隙增加，某一个或多个钻孔产生漏气，导致封孔段内柔性注浆材料压力降低时，对漏气钻孔内的两堵一注式封孔器进行补注柔性注浆材料，实现柔性保压封孔。
[0005]储浆装置为塑料容器，储浆装置内部盛装有柔性封孔浆料，储浆装置顶部左侧设有加料斗，储浆装置右侧设有用于搅拌柔性封孔浆料的搅拌器，储浆装置与输浆主管的连接口位于储浆装置下部右侧；步骤（2）中储浆装置、注浆泵、增压罐、输浆主管和两堵一注式封孔器的连接方式为：储浆装置下侧部与输浆主管的进口连接，注浆泵和增压罐沿液流方向依次安装在输浆主管上，输浆主管沿巷道长度方向布置，输浆主管上沿长度方向均匀设
有若干根连接管，每根连接管的出口均连接有一根注浆主管，每根注浆主管上沿长度方向均匀连接有若干个两堵一注式封孔器。
[0006]两堵一注式封孔包括第一胎囊、第二胎囊和注浆管，第一胎囊和第二胎囊的中心孔插设有一根抽采管，以钻孔的孔口到孔底的方向为由外向内的方向，第一胎囊位于第二胎囊外侧，注浆管自外向内依次穿过第一胎囊和第二胎囊，注浆管内端封堵，注浆管上设有位于第一胎囊内的第一单向阀和位于第二胎囊内的第二单向阀，注浆管上设有位于第一胎囊和第二胎囊之间的第三单向阀，注浆管上在第一胎囊外侧设有封孔监测压力表和第一恒压阀，注浆管外端口通过一根注浆软管与注浆主管连接。
[0007]输浆主管上设有位于储浆装置和注浆泵之间的第一机械阀门，输浆主管的出口端设有第一内螺纹堵头，输浆主管上沿液流方向依次设有位于增压罐和邻近增压罐的连接管之间的电磁限压阀、总压力表和第二机械阀门。
[0008]连接管上沿液流方向依次设有第三机械阀门和快速管接头；注浆主管的进口与快速管接头连接，注浆主管的另一端口设有第二内螺纹堵头，注浆主管上在邻近的快速管接头之处设有第二恒压阀。
[0009]注浆主管为L型或半圆弧形，L型的注浆主管用于本煤层巷道内的顺层钻孔，半圆弧形的注浆主管用于底抽巷道内的穿层钻孔，注浆主管上均匀设有若干个软管连接管接头，软管连接管接头与注浆软管一端口连接。
[0010]步骤（4）的具体过程为：先拧开输浆主管的出口端的第一内螺纹堵头，排放输浆主管中的空气，直至输浆主管的出口端开始流出柔性封孔材料后拧上第一内螺纹堵头；然后再打开第三机械阀门，拧开第二内螺纹堵头，排放注浆主管中的空气，直至注浆主管的出口端开始流出柔性封孔材料后拧上第二内螺纹堵头；接着柔性封孔材料通过第一单向阀和第二单向阀分别注入第一胎囊和第二胎囊内，在浆液压力与钻孔壁的挤压下，第一胎囊、第二胎囊撑起钻孔并和钻孔壁充分接触，使封孔器两端封堵钻孔，做到临时封孔，当第一胎囊和第二胎囊内注浆压力达到预期时，第三单向阀打开，开始向第一胎囊、第二胎囊之间的中间封孔段注入柔性封孔材料并和钻孔充分接触，完成封孔。
[0011]步骤（5）的具体过程为：当钻孔封孔完成后，后期受巷道变形引起钻孔周围裂隙增加产生漏气压力降低，通过观测注浆管上的封孔监测压力表示数，瓦斯浓度下降，打开输浆主管上的第一机械阀门、第二机械阀门和连接管上的第三机械阀门，柔性封孔材料通过注浆主管、注浆软管向封孔器的两个胎囊以及封孔段内补注浆液，达到封孔监测压力表的预定压力值，关闭第一机械阀门、第二机械阀门和第三机械阀门；通过柔性封孔材料的流动性和粘性，充填钻孔裂隙中，防止钻孔漏气，实现柔性保压封孔。
[0012]采用上述技术方案，两堵一注式封孔器的胎囊外形整体呈圆柱状，内部为环形腔体。储浆装置用于储存柔性封孔材料，并通过注浆泵、增压罐及输浆主管向巷道内输送浆液用于钻孔封孔。
[0013]加料斗用于向储浆装置内部加入浆液原料，搅拌器用于对储浆装置内部的浆液进行搅拌。电磁限压阀用于限定输浆主管的浆液压力，总压力表用于显示输浆主管的浆液压力，增压罐用于提高输浆主管的注浆压力。第一恒压阀用于保持每个封孔器内部的压力，第二恒压阀用于保持注浆主管内部浆液的压力。
[0014]综上所述，本专利技术避免了常规封孔打一个孔，注浆封一个孔，清洗一次注浆泵的繁
琐流程，对浆液现场制作搅拌、集中注浆，注浆完成后集中清洗注浆泵，即节省了时间又降低了工人的劳动强度。流动性凝胶材料使封孔器柔性封孔，可随钻孔变化而变化，当钻孔裂隙扩展时，打开机械阀门，注入柔性封孔材料（浆液），充填裂隙，使钻孔始终处于保压状态。
附图说明
[0015]图1是本专利技术中储浆装置、注浆泵、增压罐、输浆主管和两堵一注式封孔器的连接结构示意图；图2是图1中用于本煤层钻孔组的L型注浆主管的放大图；图3是本专利技术中用于穿层钻孔封孔的半圆弧形注浆主管的示意图；图4是本专利技术中两堵两注型两堵一注式封孔器的外形示意图；图5是本专利技术中两堵两注型两堵一注式封孔器的轴向剖视示意图；图6是本专利技术的两堵一注式封孔器在穿层钻孔内封孔的示意图；图7是本专利技术的两堵一注式封孔器在顺层钻孔内封孔的示意图。
具体实施方式
[0016]如图1
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图7所示，本专利技术的一种柔性保压两堵一注封孔施工方法，包括以下步骤：（1）在底抽巷道内沿不同角度用钻机向上方煤层内施工穿层钻孔40，或者在本煤层巷道内施工本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性保压两堵一注封孔施工方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）在底抽巷道内沿不同角度用钻机向上方煤层内施工穿层钻孔，或者在本煤层巷道内施工顺层钻孔；（2）在巷道内布置储浆装置、注浆泵、增压罐和输浆主管，在每个钻孔内均设置一个两堵一注式封孔器，每个两堵一注式封孔器均与输浆主管连接；（3）向储浆装置中加入封孔材料并进行搅拌混合；（4）注浆泵接通电源，在注浆泵的动力作用下，储浆装置内制备好的柔性注浆材料通过增压罐的进一步增压，沿巷道侧帮铺设的输浆主管向两堵一注式封孔器注浆，注浆前先排出输浆主管和其他管路内的空气，柔性注浆材料先注入到两堵一注式封孔器的两个胎囊内，两个胎囊膨胀将钻孔临时封孔，接在柔性注浆材料再注入到两个胎囊之间的封孔段，达到设定压力后，完成封孔；（5）连接瓦斯抽采管路，在瓦斯抽采过程中受巷道变形引起钻孔周围裂隙增加，某一个或多个钻孔产生漏气，导致封孔段内柔性注浆材料压力降低时，对漏气钻孔内的两堵一注式封孔器进行补注柔性注浆材料，实现柔性保压封孔。2.根据权利要求1所述的一种柔性保压两堵一注封孔施工方法，其特征在于：储浆装置为塑料容器，储浆装置内部盛装有柔性封孔浆料，储浆装置顶部左侧设有加料斗，储浆装置右侧设有用于搅拌柔性封孔浆料的搅拌器，储浆装置与输浆主管的连接口位于储浆装置下部右侧；步骤（2）中储浆装置、注浆泵、增压罐、输浆主管和两堵一注式封孔器的连接方式为：储浆装置下侧部与输浆主管的进口连接，注浆泵和增压罐沿液流方向依次安装在输浆主管上，输浆主管沿巷道长度方向布置，输浆主管上沿长度方向均匀设有若干根连接管，每根连接管的出口均连接有一根注浆主管，每根注浆主管上沿长度方向均匀连接有若干个两堵一注式封孔器。3.根据权利要求2所述的一种柔性保压两堵一注封孔施工方法，其特征在于：两堵一注式封孔包括第一胎囊、第二胎囊和注浆管，第一胎囊和第二胎囊的中心孔插设有一根抽采管，以钻孔的孔口到孔底的方向为由外向内的方向，第一胎囊位于第二胎囊外侧，注浆管自外向内依次穿过第一胎囊和第二胎囊，注浆管内端封堵，注浆管上设有位于第一胎囊内的第一单向阀和位于第二胎囊内的第二单向阀，注浆管上设有位于第一胎囊和第二胎囊之间的第三单向阀，注浆管上在第一胎囊外侧设有封孔监测压力表和第一恒压阀，注浆管外端口通过一根注浆软管与注浆主管连接。4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振锋，王永龙，陈成宇，刘晔赫，孔宏伟，路晓荣，贺青云，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：