同一巷道多组钻孔柔性保压可回收智能封孔系统技术方案

同一巷道多组钻孔柔性保压可回收智能封孔系统，包括地面制浆储浆系统、主输浆管、主回浆管、注浆泵站、回浆泵站、井下注浆主管、井下回浆主管和胎囊式可回收封孔器；地面制浆储浆系统的出液口通过主输浆管与注浆泵站的进液口连接，注浆泵站的出液口通过井下注浆主管与胎囊式可回收封孔器的进液口连接，胎囊式可回收封孔器通过井下回浆主管与回浆泵站连接，回浆泵站通过主回浆管与地面制浆储浆系统连接。本实用新型专利技术利用控制系统实现注浆封孔高度智能化，做到封孔压力精确自由控制、钻孔封孔始终自动保压，抽釆结束后封孔材料自动回收，封孔器也可回收重复利用，具有操作简单、自动化程度高、工人劳动强度低，节约成本等优点。节约成本等优点。节约成本等优点。

【技术实现步骤摘要】
同一巷道多组钻孔柔性保压可回收智能封孔系统


[0001]本技术属于煤矿瓦斯抽采
，具体涉及一种同一巷道多组钻孔柔性保压可回收智能封孔系统。

技术介绍

[0002]传统的瓦斯抽釆封孔工艺一般是在抽釆钻孔成孔之后，插入封孔器，工人向搅拌桶内按一定比例加入封孔材料和水充分搅拌形成浆液，用注浆泵向封孔器内注入浆液，待浆液凝固之后即可将抽釆管连接抽釆管路进行瓦斯抽釆，另外，在同一巷道内通常钻一个孔后封一个孔，再钻下一个孔后再封该孔，这种操作及封孔工艺存在着封孔材料运输成本高、劳动强度高、操作复杂、成功率低、受工人的操作水平影响较大，浆液在封孔器中凝固之后如果钻孔受采动影响发生变形很容易形成漏气影响瓦斯抽釆浓度，另外封孔器和封孔材料不能回收再利用成本较高。

技术实现思路

[0003]本技术为了解决现有技术中的不足之处，提供一种方便操作、易于运输封孔浆料、在封孔过程中可保障良好密封性的同一巷道多组钻孔柔性保压可回收智能封孔系统。
[0004]为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：同一巷道多组钻孔柔性保压可回收智能封孔系统，包括地面制浆储浆系统、主输浆管、主回浆管、注浆泵站、回浆泵站、井下注浆主管、井下回浆主管和胎囊式可回收封孔器；地面制浆储浆系统的出液口通过主输浆管与注浆泵站的进液口连接，注浆泵站的出液口通过井下注浆主管与胎囊式可回收封孔器的进液口连接，胎囊式可回收封孔器的回液口通过井下回浆主管与回浆泵站的进液口连接，回浆泵站的出液口通过主回浆管与地面制浆储浆系统的回液口连接。
[0005]地面制浆储浆系统包括料仓、搅拌桶和皮带输送机，皮带输送机的进料端位于料仓出料口下方，搅拌桶顶部设有入料口，皮带输送机的出料端通过转载导料板与入料口连接，搅拌桶顶部设有搅拌电机，搅拌电机主轴传动连接有设在搅拌桶内的搅拌器，搅拌桶上侧部连接有供水管，供水管上设有供水电磁阀和第一流量传感器，搅拌桶内壁下部设有密度传感器和黏度传感器，搅拌桶内壁上部和下部均设有液位传感器。
[0006]井下巷道内的钻孔钻有若干个，其中沿巷道长度方向均匀间隔布置的钻孔为一组，每一组钻孔内均设置一个胎囊式可回收封孔器；每个胎囊式可回收封孔器均包括第一胎囊、第二胎囊、第一注浆管和第二注浆管，第一胎囊和第二胎囊的中心孔插设有一根抽采管，第一胎囊位于第二胎囊下方，第一注浆管自下而上依次穿过第一胎囊和第二胎囊，第一注浆管上端封堵，第一注浆管上设有位于第一胎囊内的第一注浆孔和位于第二胎囊内的第二注浆孔，第二注浆管上端口自下而上穿过第一胎囊后伸入到第一胎囊和第二胎囊之间；
[0007]第一注浆管的下端口连接有第一三通管，第一注浆管下部设有第一压力传感器和第二流量传感器，第一三通管的第二接口通过第一注浆软管与井下注浆主管连接，第一三
通管的第三接口通过第一回浆软管与井下回浆主管连接，第一三通管的第二接口上设有第一电磁阀，第一三通管的第三接口上设有第二电磁阀；
[0008]第二注浆管的下端口连接有第二三通管，第二注浆管下部设有第二压力传感器和第三流量传感器，第二三通管的第二接口通过第二注浆软管与井下注浆主管连接，第二三通管的第三接口通过第二回浆软管与井下回浆主管连接，第二三通管的第二接口上设有第三电磁阀，第二三通管的第三接口上设有第四电磁阀。
[0009]井下注浆主管沿浆液流向依次设有第五电磁阀、第四流量传感器和第三压力传感器，主输浆管上设有的第六电磁阀。
[0010]井下回浆主管上沿浆液流向依次设有第四压力传感器、第七电磁阀和第五流量传感器，主回浆管上设有第八电磁阀。
[0011]采用上述技术方案，本技术具有以下技术效果：
[0012]1、本技术中的控制系统包括主控PLC控制器和上位机，主控PLC控制器主要负责根据制浆、储浆、输浆要求及流量传感器、密度传感器、黏度传感器、液位传感器反馈的信息控制搅拌电机、注浆泵站、回浆泵站及电磁阀等进行相应的动作，并将相关信息显示在上位机的显示屏上，并可根据需要调整制浆量、输浆量、储浆量等关键数据，主控PLC控制器用于控制井下注浆主管、井下回浆主管、胎囊式可回收封孔器下方连接的电磁阀、流量传感器和压力传感器的启闭。
[0013]2、在制浆时，主控PLC控制器根据制浆量和制浆浓度控制供水管的注水量及料仓下料量。密度传感器和黏度传感器安装在搅拌桶的相应位置，用于实时测定浆液的粘稠度和密度信息并传输至主控PLC控制器，自动上料装置回根据主控PLC控制器设定的浆液量和密度信息向注过水的搅拌桶内加入一定量的制浆料。
[0014]3、在巷道内设有用于监测各个胎囊式可回收封孔器的触摸显示屏，触摸显示屏上显示组内钻孔的各项信息，包括钻孔编号、胎囊内压力值、中间段压力值、胎囊段注浆量、中间段注浆量，三通管上的流量传感器、压力传感器、电磁阀通过信号控制线与触摸显示屏连接，可根据压力和流量信息对电磁阀进行人工或自动控制，可采集组内各个钻孔内的胎囊和两胎囊中间段浆液注入量信息、压力信息，对失压钻孔进行提示预警，并将各项信息传送至主控PLC控制器。
[0015]4、本技术在地面进行制浆的具体过程为：按照预定制浆量，主控PLC控制器向供水管进口连接的供水泵发出指令，同时指令皮带输送机、搅拌电机、料仓下部的螺旋给料机均启动、供水电磁阀打开，向搅拌桶内注入一定量的水，根据第一流量传感器信息判断达到预定水量停止注水，螺旋给料机将固体物料定量输送到皮带输送机上，皮带输送机将固体物料输送到搅拌桶内，搅拌电机带动搅拌器开始搅拌，使材料和水充分混合搅拌均匀，直到达到预定比例，该封孔材料具有较好的流动性和一定的粘稠度，密度传感器和黏度传感器用于实时测定浆液的粘稠度和密度信息并传输至主控PLC控制器，浆液合格后搅拌电机停止工作。
[0016]5、输送浆液到封孔地点：第五电磁阀和第六电磁阀打开，注浆泵站启动，浆液通过主输浆管、井下注浆主管将浆液输送到每个封孔地点的胎囊式可回收封孔器内，主控PLC控制器通过第三压力传感器发出压力信号值控制井下注浆主管上的第五电磁阀实现管路通断，让井下注浆主管中始终保持一定的注浆压力。
[0017]6、注浆封孔：根据钻孔分组数量，将预留好相应接口的胎囊式可回收封孔器并列固定在巷道一帮，并通过注浆软管和回浆软管分别与井下注浆主管和井下回浆主管连接好，将胎囊式可回收封孔器插入到钻孔预定封孔深度，通过主控PLC控制器发出封孔指令，此时第一三通管上的第一电磁阀打开，第一注浆管开始向两个第一胎囊、第二胎囊中注入浆液，第一压力传感器监测到达设定的压力值时，第一电磁阀关闭，停止注浆，接着第二三通管上的第三电磁阀打开，浆液通过第二注浆管开始向第一胎囊和第二胎囊段之间的中间段内注浆，直至第二压力传感器监测达到预设注浆压力值，主控PLC控制器发出关闭第三电磁阀指令，停止注浆，一个钻孔封孔完毕。用同样的操作过程完成该组其他钻孔的封孔作业。
[0018]7、钻孔动态保压抽釆过程：以单个抽釆钻孔为例加以说明，当钻孔发生变形截面变大从而造成第一胎囊和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.同一巷道多组钻孔柔性保压可回收智能封孔系统，其特征在于：包括地面制浆储浆系统、主输浆管、主回浆管、注浆泵站、回浆泵站、井下注浆主管、井下回浆主管和胎囊式可回收封孔器；地面制浆储浆系统的出液口通过主输浆管与注浆泵站的进液口连接，注浆泵站的出液口通过井下注浆主管与胎囊式可回收封孔器的进液口连接，胎囊式可回收封孔器的回液口通过井下回浆主管与回浆泵站的进液口连接，回浆泵站的出液口通过主回浆管与地面制浆储浆系统的回液口连接。2.根据权利要求1所述的同一巷道多组钻孔柔性保压可回收智能封孔系统，其特征在于：地面制浆储浆系统包括料仓、搅拌桶和皮带输送机，皮带输送机的进料端位于料仓出料口下方，搅拌桶顶部设有入料口，皮带输送机的出料端通过转载导料板与入料口连接，搅拌桶顶部设有搅拌电机，搅拌电机主轴传动连接有设在搅拌桶内的搅拌器，搅拌桶上侧部连接有供水管，供水管上设有供水电磁阀和第一流量传感器，搅拌桶内壁下部设有密度传感器和黏度传感器，搅拌桶内壁上部和下部均设有液位传感器。3.根据权利要求2所述的同一巷道多组钻孔柔性保压可回收智能封孔系统，其特征在于：井下巷道内的钻孔钻有若干个，其中沿巷道长度方向均匀间隔布置的钻孔为一组，每一组钻孔内均设置一个胎囊式可回收封孔器；每个胎囊式可回收封孔器均包括第一胎囊、第二胎囊、第一注浆管和第二注浆管，第一胎囊和第二胎囊的中心孔插设有一...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振锋，王宇，王永龙，孙金宝，蒋静宇，郭军杰，白志强，曹良超，王琼霄，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：新型
国别省市：