一种大直径钻孔高压封孔及自动补压装置制造方法及图纸

一种大直径钻孔高压封孔及自动补压装置，包括粘液搅拌桶、瓦斯抽采管、第一封孔囊袋、渗水套和第二封孔囊袋，粘液搅拌桶的顶部设有第一注浆管，第一注浆管上沿浆液流动方向依次设置有注浆泵、注浆压力自动控制装置、压力表和泄压阀，第一封孔囊袋、渗水套和第二封孔囊袋自内向外依次套在瓦斯抽采管上，第一封孔囊袋上连接有第二注浆管，渗水套上连接有第三注浆管，第二封孔囊袋上连接有第四注浆管，第一注浆管的出液端通过快装管接头分别与第二注浆管、第三注浆管和第四注浆管的外端可拆卸固定连接。本实用新型专利技术采用囊袋式“两堵一注”的方式进行封孔，封孔深度大，封孔密实，实现了自动补充注浆压力，减少人力的投入。减少人力的投入。减少人力的投入。

【技术实现步骤摘要】
一种大直径钻孔高压封孔及自动补压装置


[0001]本技术涉及煤矿大直径瓦斯抽采钻孔封孔
，具体的说，涉及一种大直径钻孔高压封孔及自动补压装置。

技术介绍

[0002]煤矿井下在钻进抽采钻孔的施工过程中，孔周煤岩体的自然应力平衡状态被打破，煤岩体会发生破坏，形成一定范围的松动圈，产生大量裂隙。普通抽采钻孔的直径为75
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120mm，松动圈范围为2m左右；为了提高抽采效果，部分高瓦斯矿井和突出矿井开始采用大直径（直径400mm以上）瓦斯抽采钻孔，抽采钻孔直径增加后，孔周围松动圈范围大幅度增加，裂隙形态和展布情况发生较大变化，对封孔材料和封孔方式提出了更高的要求。
[0003]因此，大直径（400mm以上）瓦斯抽采的关键所在就是对抽采钻孔周围裂隙的有效密封。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是提供一种大直径钻孔高压封孔及自动补压装置，本技术采用囊袋式“两堵一注”的方式进行封孔，封孔深度大，封孔密实，实现了自动补充注浆压力，减少人力的投入。
[0005]为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：
[0006]一种大直径钻孔高压封孔及自动补压装置，包括粘液搅拌桶、瓦斯抽采管、第一封孔囊袋、渗水套和第二封孔囊袋，粘液搅拌桶设置在巷道内，粘液搅拌桶的顶部设有向外伸出的第一注浆管，第一注浆管的进液端伸入到粘液搅拌桶的内下部，第一注浆管上沿浆液流动方向依次设置有注浆泵、注浆压力自动控制装置、压力表和泄压阀，瓦斯抽采管同中心插设在钻孔中，第一封孔囊袋、渗水套和第二封孔囊袋自内向外依次同轴固定套在钻孔内的瓦斯抽采管上，第一封孔囊袋上连接有向外穿过渗水套和第二封孔囊袋并伸出钻孔的第二注浆管，渗水套上连接有向外穿过第二封孔囊袋并伸出钻孔的第三注浆管，第二封孔囊袋上连接有向外伸出钻孔的第四注浆管，第一注浆管的出液端通过快装管接头分别与第二注浆管、第三注浆管和第四注浆管的外端可拆卸固定连接。
[0007]瓦斯抽采管在渗水套内的一段为PVC花管、其余段为PVC封孔管。
[0008]注浆泵采用矿用气动注浆泵。
[0009]注浆压力自动控制装置包括外壳、PVC通管、单片机和电源，PVC通管同轴贯穿外壳设置，PVC通管的两端同轴安装在注浆泵和压力表之间的第一注浆管上， PVC通管位于外壳内的一段沿浆液流动方向依次设置有三通开关和压力传感器，三通开关和压力传感器的外部设有防护壳，单片机和电源均固定设置在外壳内，三通开关的支管外端为压力调节出口，三通开关的支管外端穿出外壳并连接有一根浆液回流管，浆液回流管的另一端自粘液搅拌桶的顶口向下伸入到粘液搅拌桶的内部，单片机分别与三通开关和压力传感器信号连接，电源分别与单片机和三通开关电连接。
[0010]第一封孔囊袋距离钻孔孔口27m，第二封孔囊袋距离钻孔孔口15m。
[0011]本技术相对现有技术具有实质性特点和进步，具体地说，本技术采用囊袋式“两堵一注”定点定长带压封孔工艺对大直径钻孔进行封孔，具体操作是：按照设计要求组装好该大直径钻孔高压封孔及自动补压装置，接着，在粘液搅拌桶中配备浆液：将一定质量的硅酸盐水泥、碳酸钙、粉煤灰、硫酸钙、膨润土、二氧化硅、脂肪酸甲酯磺酸钠、聚丙烯酰胺、减水剂分别按照重量百分比50％、15％、10％、8％、9%、5%、1.2%、0.8%和1%的比例依次加入到粘液搅拌桶中，按照水灰比1:1.2～1.5配比水泥砂浆，打开粘液搅拌桶的搅拌器，搅拌浆液混合均匀，确保无团块，不过稠，并及时清理粘液搅拌桶桶边上凝固水泥；然后，使用快装管接头（铜质接头）将第一注浆管的出液端与第二注浆管的外端连接，待粘液搅拌桶内的水泥砂浆充分搅拌后，启动注浆泵，缓慢打开注浆泵上的注浆阀门，注浆泵通过第一注浆管和第二注浆管向第一封孔囊袋第一次注浆，第一次注浆按照2.5桶计量，然后停泵，等待3～5min，让第一封孔囊袋内部的水充分过滤流出，再按照0.5桶计量进行第二次注浆，然后再停泵，等待3～5min，接着第三次注浆时注浆压力显现，密切关注压力表，如果压力表读数上升至2.5MPa后，注浆泵活塞往复频率明显降低，甚至不动作，停止注浆，第一封孔囊袋完成注浆，第一封孔囊袋膨胀并与钻孔孔壁紧密接触，将第一注浆管的出液端与第二注浆管的外端断开，封堵住第二注浆管的外端；接着，使用快装管接头将第一注浆管的出液端与第四注浆管的外端连接，按照注第一封孔囊袋的操作方式完成第二封孔囊袋注浆，第二封孔囊袋膨胀并与钻孔孔壁紧密接触，将第一注浆管的出液端与第四注浆管的外端断开，封堵住第四注浆管的外端；待第一封孔囊袋和第二封孔囊袋均注满后，使用快装管接头将第一注浆管的出液端与第三注浆管的外端连接，开始向第一封孔囊袋和第二封孔囊袋之间的空隙段注浆，注浆泵将水泥砂浆通过第一注浆管和第三注浆管注入到渗水套内，渗水套膨胀，水泥砂浆通过渗水套进入第一封孔囊袋与钻孔孔壁的缝隙、第二封孔囊袋与钻孔孔壁的缝隙以及第一封孔囊袋和第二封孔囊袋之间钻孔孔周一定深度的煤体裂隙中进行封堵，从而实现抽采钻孔的封孔；封孔深度大，封孔密实，水泥砂浆配比组分原材料来源广，成本低，能实现工业固废的无害化综合利用，脂肪酸甲酯磺酸钠能够破除水泥砂浆与煤岩之间的界面，减少因水泥砂浆与煤岩贴合不实而产生的漏气通道，使两者更好的结合，增强水泥砂浆的亲煤性能，聚丙烯酰胺能增加水泥砂浆的渗透性和流动性，使水泥砂浆能够有效进入钻孔孔周煤层孔隙进行封堵，抗压强度大，能够承接在瓦斯抽采过程中煤层一定程度的变动。
[0012]其中，在向第一封孔囊袋和第二封孔囊袋之间的空隙段注浆过程中，通过注浆压力自动控制装置能够实现保压注浆：浆液流经压力传感器，压力传感器将注浆压力信息输入至单片机中，单片机对压力信息进行实时处理，注浆压力低于2.5MPa时，三通开关的压力调节出口关闭，浆液直接经三通开关的直管从PVC通管的出口流出，当注浆压力上升至2.5 MPa时，注浆泵承压明显，注浆泵活塞杆往复频率明显降低，甚至不动作，封孔进入保压环节，将注浆压力维持时长不少于30min，此时，单片机控制三通开关打开其压力调节出口进行泄压，浆液经过浆液回流管回流到粘液搅拌桶的内部；当压力传感器感应到注浆压力小于2 MPa时，单片机控制三通开关关闭其压力调节出口，维持注浆压力在2 MPa以上，实现了自动补充注浆压力，减少人力的投入，对于提高大直径钻孔瓦斯抽采效率，保障煤矿安全生产具有重要意义。
[0013]本技术采用囊袋式“两堵一注”的方式进行封孔，封孔深度大，封孔密实，实现
了自动补充注浆压力，减少人力的投入。
附图说明
[0014]图1是本技术进行封孔的结构示意图。
[0015]图2是本技术的注浆压力自动控制装置的结构示意图。
具体实施方式
[0016]以下结合附图进一步说明本技术的实施例。
[0017]如图1和2所示，一种大直径钻孔高压封孔及自动补压装置，包括粘液搅拌桶1、瓦斯抽采管2、第一封孔囊袋3、渗水套4和第二封孔囊袋5，粘液搅拌桶1设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大直径钻孔高压封孔及自动补压装置，其特征在于：包括粘液搅拌桶、瓦斯抽采管、第一封孔囊袋、渗水套和第二封孔囊袋，粘液搅拌桶设置在巷道内，粘液搅拌桶的顶部设有向外伸出的第一注浆管，第一注浆管的进液端伸入到粘液搅拌桶的内下部，第一注浆管上沿浆液流动方向依次设置有注浆泵、注浆压力自动控制装置、压力表和泄压阀，瓦斯抽采管同中心插设在钻孔中，第一封孔囊袋、渗水套和第二封孔囊袋自内向外依次同轴固定套在钻孔内的瓦斯抽采管上，第一封孔囊袋上连接有向外穿过渗水套和第二封孔囊袋并伸出钻孔的第二注浆管，渗水套上连接有向外穿过第二封孔囊袋并伸出钻孔的第三注浆管，第二封孔囊袋上连接有向外伸出钻孔的第四注浆管，第一注浆管的出液端通过快装管接头分别与第二注浆管、第三注浆管和第四注浆管的外端可拆卸固定连接。2.根据权利要求1所述的大直径钻孔高压封孔及自动补压装置，其特征在于：瓦斯抽采管在渗水套内的一段为PVC花管、其余段为PVC封孔管。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：张长青，谢俊，霍晶晶，王斌宇，贺国强，张小强，贾有青，刘全胜，
申请(专利权)人：山西阳煤寺家庄煤业有限责任公司，
类型：新型
国别省市：