【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及煤层钻孔瓦斯抽采治理，具体涉及一种瓦斯抽采注浆封孔装置及方法。
技术介绍
1、瓦斯抽采注浆封孔装置通常用于煤矿的瓦斯抽采系统中，主要用于封闭钻孔，防止瓦斯泄漏，并提高瓦斯抽采效率。使用瓦斯抽采注浆封孔装置时，首先根据钻孔的直径和深度选择合适的注浆管和封孔器。然后，将注浆管和封孔器安装到钻孔中，并连接好注浆泵和控制系统。接下来，通过控制系统启动注浆泵，将注浆材料注入钻孔中。随着注浆材料的注入，封孔器即囊袋逐渐膨胀并紧密贴合钻孔壁，实现封孔功能。最后，当注浆材料充满钻孔并达到预定压力后，停止注浆并关闭注浆泵。
2、现有的注浆封孔装置在使用时，囊袋与管道的配合仅通过简单的扎带固定，固定强度低，另外管道之间即注浆管与抽采管之间不能连为一体，整体装置放置于钻孔时不方便。
3、另外，目前普遍采用1.5mpa封孔压力进行注浆封堵，部分煤矿本身的煤层地质存在煤体比较松软、裂隙发育程度较高等问题，在这种压力条件下，出现钻孔成型效果差、围岩漏气、钻孔深部裂隙大、注浆扩散半径小等问题，封孔质量低。如果采用较大的封孔压力，扩散浆液扩散半径则会导致瓦斯抽采管变形破坏直至堵死、囊袋发生滑移并被推出钻孔，残存气体在高压下产生更多围岩裂隙等问题进而无法产气。此外，“两堵一注”封堵工艺程序繁琐，耗时严重，凝固时间长。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种瓦斯抽采注浆封孔装置及方法，以解决现有技术中抽采管强度以及囊袋固定强度低的技术问题。
2、为解决上述问题，本专利技
3、包括瓦斯抽采管以及分别间隔设有瓦斯抽采管两侧的排浆管和注浆管，所述瓦斯抽采管上间隔套设有外封堵囊袋和内封堵囊袋，所述注浆管贯穿外封堵囊袋和内封堵囊袋，所述排浆管贯穿外封堵囊袋；
4、所述外封堵囊袋和内封堵囊袋上均设有穿套孔，所述穿套孔处设有向外伸出的连接部，所述连接部通过连接组件对外可拆卸固定，相邻所述外圆柱套筒之间可拆卸连接；
5、所述连接组件包括内圆柱套筒以及可拆卸套设于内圆柱套筒上的外圆柱套筒，所述内圆柱套筒的侧壁上设有优弧型槽口，所述外圆柱套筒的侧壁上设有与优弧型槽口对应的螺纹通孔，所述连接部通过贯穿螺纹通孔以及优弧型槽口的固定件压紧于内圆柱套筒内。
6、进一步地，所述外圆柱套筒的顶端表面一侧设有螺纹销，所述外圆柱套筒的顶端表面另一侧设有连接件，所述连接件远离外圆柱套筒的一端设有u型槽口。
7、进一步地，所述瓦斯抽采管包括pvc内管以及活动套设于pvc内管外的金属加强管，所述pvc内管的外壁与金属加强管的内壁之间留有间隙，所述pvc内管内间隔设有十字形封堵骨架，所述pvc内管的底端一体式设有抽采管。
8、进一步地，所述抽采管的外壁直径大于pvc内管的外壁直径且所述抽采管的壁厚大于pvc内管的壁厚，所述抽采管上设有抽采孔。
9、进一步地，所述注浆管上设有处于外封堵囊袋和内封堵囊袋之间的爆破阀，所述注浆管上设有两个分别连通至外封堵囊袋、内封堵囊袋内的注浆支管,所述注浆支管上设有单向阀。
10、进一步地，所述注浆管包括处于钻孔内的内管以及处于钻孔外的外管，所述外管和内管之间通过法兰连接；
11、所述外管上沿注浆方向依次设有注浆泵、压力自动控制装置、压力表和卸压阀。
12、进一步地，所述外封堵囊袋和内封堵囊袋之间设有增置囊袋，所述排浆管的底端口处于增置囊袋与内封堵囊袋之间，所述排浆管上靠近顶端口处设有压力阀，所述注浆管上设有连通至增置囊袋内的注浆支管,所述注浆支管上设有单向阀。
13、进一步地，所述增置囊袋与外封堵囊袋之间的间距为l1，所述增置囊袋与内封堵囊袋之间的间距为l2，且l1∶l2为1∶10。
14、进一步地，所述外封堵囊袋、内封堵囊袋以及增置囊袋的外表面均设有呈连续s型的防滑橡胶条，所述防滑橡胶条的延伸方向与瓦斯抽采管的轴向垂直。
15、一种瓦斯抽采注浆封孔方法，包括如下步骤：
16、s1、将外封堵囊袋、内封堵囊袋以及增置囊袋通过连接组件对应固定穿套于瓦斯抽采管和注浆管上，同理，外封堵囊袋与增置囊袋通过连接组件固定穿套于排浆管；
17、s2、将固定于瓦斯抽采管上的连接组件分别与对应的排浆管、以及注浆管上连接组件连接在一起，使得瓦斯抽采管和注浆管以及排浆管连为一体；
18、s3、将连为一体的瓦斯抽采管和注浆管以及排浆管并连带外封堵囊袋、内封堵囊袋、增置囊袋一起送入钻孔的设定深度；
19、s4、打开注浆泵采用高封控压力注浆，并通过注浆管开始注浆，浆液首先通过单向阀向外封堵囊袋、内封堵囊袋、增置囊袋内充满，继续注浆，注浆压力超过爆破阀预设压力后，开始向内封堵囊袋、增置囊袋之间注浆且内封堵囊袋、增置囊袋之间形成高压注浆段，待浆液充满内封堵囊袋、增置囊袋之间，多余的浆液和气体由排浆管；
20、s5、一端时间后，关闭排浆管上的压力阀并继续注浆，直至浆液充满围岩裂隙，即可完成高压注浆封孔。
21、本专利技术所提供的有益效果是：
22、1、本专利技术瓦斯抽采注浆封孔装置中，囊袋通过连接组件实现与管道可拆卸套接，提高套接的固定安装，另外相邻连接组件之间可拆卸连接，使得囊袋以及各个管道之间连为一体，提高装置使用的便捷性和安全性，另外囊袋结构与管道固定紧固，助于实现增加囊袋在钻孔口内的固定性，避免滑移等情况发生，提高高压封孔的效果和安全性。
23、2、本专利技术中，瓦斯抽采管由加厚pvc内管配合套放于外壁的金属加强管构成，且pvc内管的内壁设有提高强度的十字形封堵骨架，有效防止在高压注浆封孔时抽采管变形、破坏甚至堵死，保证瓦斯抽采的顺利进行。
24、3、本专利技术中，囊袋的表面设有防滑橡胶条，外封堵囊袋、内封堵囊袋以及增置囊袋内部充满浆液后，其表面的防滑橡胶条会立起来，挤压钻孔壁面并锁死，另外，外封堵囊袋的内侧增加增置囊袋，有效防止高注浆压力下，囊袋发生滑移甚至挤出钻孔，大大提高封孔效果。
25、4、本专利技术中，增设有平行设置的排浆管，待注浆压力超过爆破阀预设压力后，浆液从爆破阀进入注浆区段，待浆液充满高压注浆区段后，多余的浆液及气体通过排浆管排出，然后关闭压力阀，继续注浆，直至浆液充满围岩裂隙，即可完成高压注浆封孔。增设的排浆管可以及时排除封孔区段的气体，防止高压下围岩继续产生新的微小裂缝进而影响封孔效果。
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1.一种瓦斯抽采注浆封孔装置，其特征在于，包括瓦斯抽采管(1)以及分别间隔设有瓦斯抽采管(1)两侧的排浆管(2)和注浆管(3)，所述瓦斯抽采管(1)上间隔套设有外封堵囊袋(11)和内封堵囊袋(12)，所述注浆管(3)贯穿外封堵囊袋(11)和内封堵囊袋(12)，所述排浆管(2)贯穿外封堵囊袋(11)；
2.根据权利要求1所述的瓦斯抽采注浆封孔装置，其特征在于，所述外圆柱套筒(42)的顶端表面一侧设有螺纹销(422)，所述外圆柱套筒(42)的顶端表面另一侧设有连接件(423)，所述连接件(423)远离外圆柱套筒(42)的一端设有U型槽口(424)。
3.根据权利要求2所述的瓦斯抽采注浆封孔装置，其特征在于，所述瓦斯抽采管(1)包括PVC内管(101)以及活动套设于PVC内管(101)外的金属加强管(102)，所述PVC内管(101)的外壁与金属加强管(102)的内壁之间留有间隙，所述PVC内管(101)内间隔设有十字形封堵骨架(103)，所述PVC内管(101)的底端一体式设有抽采管。
4.根据权利要求3所述的瓦斯抽采注浆封孔装置，其特征在于，所述
5.根据权利要求2所述的瓦斯抽采注浆封孔装置，其特征在于，所述注浆管(3)上设有处于外封堵囊袋(11)和内封堵囊袋(12)之间的爆破阀(31)，所述注浆管(3)上设有两个分别连通至外封堵囊袋(11)、内封堵囊袋(12)内的注浆支管,所述注浆支管上设有单向阀(32)。
6.根据权利要求5所述的瓦斯抽采注浆封孔装置，其特征在于，所述注浆管(3)包括处于钻孔内的内管(301)以及处于钻孔外的外管(302)，所述外管(302)和内管(301)之间通过法兰连接；
7.根据权利要求2所述的瓦斯抽采注浆封孔装置，其特征在于，所述外封堵囊袋(11)和内封堵囊袋(12)之间设有增置囊袋(13)，所述排浆管(2)的底端口处于增置囊袋(13)与内封堵囊袋(12)之间，所述排浆管(2)上靠近顶端口处设有压力阀，所述注浆管(3)上设有连通至增置囊袋(13)内的注浆支管,所述注浆支管上设有单向阀(32)。
8.根据权利要求7所述的瓦斯抽采注浆封孔装置，其特征在于，所述增置囊袋(13)与外封堵囊袋(11)之间的间距为L1，所述增置囊袋(13)与内封堵囊袋(12)之间的间距为L2，且L1∶L2为1∶10。
9.根据权利要求7所述的瓦斯抽采注浆封孔装置，其特征在于，所述外封堵囊袋(11)、内封堵囊袋(12)以及增置囊袋(13)的外表面均设有呈连续S型的防滑橡胶条(113)，所述防滑橡胶条(113)的延伸方向与瓦斯抽采管(1)的轴向垂直。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的瓦斯抽采注浆封孔方法，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种瓦斯抽采注浆封孔装置，其特征在于，包括瓦斯抽采管(1)以及分别间隔设有瓦斯抽采管(1)两侧的排浆管(2)和注浆管(3)，所述瓦斯抽采管(1)上间隔套设有外封堵囊袋(11)和内封堵囊袋(12)，所述注浆管(3)贯穿外封堵囊袋(11)和内封堵囊袋(12)，所述排浆管(2)贯穿外封堵囊袋(11)；
2.根据权利要求1所述的瓦斯抽采注浆封孔装置，其特征在于，所述外圆柱套筒(42)的顶端表面一侧设有螺纹销(422)，所述外圆柱套筒(42)的顶端表面另一侧设有连接件(423)，所述连接件(423)远离外圆柱套筒(42)的一端设有u型槽口(424)。
3.根据权利要求2所述的瓦斯抽采注浆封孔装置，其特征在于，所述瓦斯抽采管(1)包括pvc内管(101)以及活动套设于pvc内管(101)外的金属加强管(102)，所述pvc内管(101)的外壁与金属加强管(102)的内壁之间留有间隙，所述pvc内管(101)内间隔设有十字形封堵骨架(103)，所述pvc内管(101)的底端一体式设有抽采管。
4.根据权利要求3所述的瓦斯抽采注浆封孔装置，其特征在于，所述抽采管的外壁直径大于pvc内管(101)的外壁直径且所述抽采管的壁厚大于pvc内管(101)的壁厚，所述抽采管上设有抽采孔。
5.根据权利要求2所述的瓦斯抽采注浆封孔装置，其特征在于，所述注浆管(3)上设有处于外封堵囊袋(11)和内封堵囊袋(12...
【专利技术属性】
技术研发人员：张旭彤，王方田，张洋，李哲，陈迪杨，
申请(专利权)人：山东大学齐河新材料与智能装备研究院，
类型：发明
国别省市：
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