專利名稱：一種瓦斯抽采封孔裝置的制作方法
技術領域：
[0001]本實用新型涉及煤炭開采中的瓦斯抽采裝置，具體涉及ー種瓦斯抽采封孔裝置。
背景技術：
瓦斯是煤層氣的俗稱，是賦存在煤層中的烴類氣體，和天然氣ー樣，主要成分是甲烷。瓦斯易燃易爆，當空氣中瓦斯濃度在5% 16%時，遇到火源就會爆炸，瞬間形成高溫高壓沖擊波，并產生大量ー氧化碳。瓦斯對煤礦安全生產是重大威脅，煤礦一旦發生瓦斯爆炸或煤與瓦斯突出事故，就會造成人員大量傷亡。我國煤層賦存條件復雜，高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井約占1/3，防治煤礦瓦斯事故始終是安全生產的重中之重。瓦斯災害仍然是我國煤礦安全生產的最大危害，是威脅礦エ生命的“第一殺手”。但瓦斯加以利用又是優質清潔能源，瓦斯可以用來發電，用作民用燃氣，同時還是ー種有廣泛用途的化工原料。瓦斯抽采是煤礦瓦斯治理與利用的根本措施和主要途徑。目前國內煤礦基本上都采用常規的瓦斯抽采技術(即沿煤層走向每隔一定距離打抽采鉆孔，然后直接與抽采管路連接)。但由于氣密性不好、抽采時間短，導致瓦斯抽采濃度和抽采量不高，很多情況下抽采的瓦斯體積分數一般在10 30%左右(有時更低)。因此做好抽采鉆孔的封孔、提高抽采效果，是目前瓦斯抽采急待解決的問題，同時也更利于瓦斯抽采后的綜合利用。我國煤礦抽采的瓦斯未能得到有效的利用，其中ー個很重要的原因就是抽采出的煤礦瓦斯中低濃度瓦斯占很大比例，大部分低濃度瓦斯因缺乏利用價值而被排放到大氣中去。我國目前瓦斯抽采鉆孔封孔技術主要有水泥砂漿封孔法和聚氨酯封孔法。水泥砂漿封孔法用一定比例的水泥和砂摻水配成水泥砂漿，利用手工封孔或機械泵封孔，完畢后隔24 36小時待水泥凝固后才能連管進行抽放。水泥砂漿法施工周期長，而且脫水凝固后易產生收縮變形，封孔材料與鉆孔孔壁和封孔管間產生裂隙。尤其是水泥砂漿的彈性形變能力差，鉆孔壁內由于采動應カ產生微小裂隙，封孔材料難以擠壓充填。瓦斯負壓抽采時巷道空氣進入抽采管形成氣體短路，降低了瓦斯抽放濃度。孔ロ負壓愈高，漏氣量愈大。聚氨酯封孔方法是使用雙組分聚氨酯發泡材料，使雙組分按一定比例混配后，用面紗在膠液中浸潤后固定在抽采管管上迅速塞入鉆孔中，膠液在鉆孔與抽采管之間的開放空間內發生化學反應，發泡、自由膨脹而固化成硬質材料。該方法可以在澆注好密封膠液后立即封蓋，不影響產品固化。該產品發泡率高，材料固化時間短，具有優異的防潮、抗腐蝕、耐老化和密封性能。該產品與鋼鐵、塑料等管材、礦石、硬質煤層等材料有較強的黏合力。與水泥砂漿封孔相比，具有用料少、攜帯方便、封孔速度快(約十幾分鐘，甚至更快)、省力等優點，同時由于該泡沫體具有一定的韌性和弾性，受壓形變能力大而不會破裂。因此該封孔方法已得到普遍應用，有取代水泥砂漿方法的趨勢。但是該封孔方法由于是由發泡材料在開放空間自由膨脹形成，膨脹后材料本身的致密性不足，材料的強度較低，特別是在采動應力作用下，鉆孔變形、甚至破壞，使得孔壁與封孔材料之間形成裂隙，漏氣嚴重，直接導致瓦斯抽采濃度偏低，抽采濃度衰減過快，在很大程度上降低了瓦斯抽采效果。因此上述兩種封孔裝置都有各自的缺點，目前需要對這兩種封孔技術加以改進以提高瓦斯抽采效果。
實用新型內容本實用新型的目的在于解決現有技術中存在的上述不足，提供ー種適用于聚氨酯封孔方法的瓦斯抽采裝置。為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案如下本實用新型的瓦斯抽采封孔裝置，包括瓦斯抽采管，在瓦斯抽采管(7)上套裝有密封圓筒(2)，膠液注射管道的出膠ロ套裝在密封圓筒(2)內，密封圓筒(2)兩端設有用于固定和密封的卡子(5),前封卡擋板(I)和后封卡擋板(4)分別套裝在抽采管的兩端。
··[0013]所述的前封卡擋板和后封卡擋板分別包括硬質橡膠制成圓環基體，基體直徑小于鉆孔直徑，在圓環基體外圍設有由軟質橡膠制成的裙邊，裙邊的直徑大于鉆孔直徑。在前封卡擋板的前端和后封卡擋板的后端分別設有卡子。所述的密封圓筒為牛皮紙密封圓筒或塑料薄膜密封圓筒，密封圓筒的直徑小于鉆孔直徑。所述的膠液注射管道前端頭封閉，在注射管道的側壁上設有注射孔，膠液注射管道外套裝有橡膠管。本實用新型采用聚氨酯封孔材料在一段封閉空間內對煤礦瓦斯抽采裝置進行封孔，利用該裝置聚氨酯在封閉空間內發泡，封孔材料的致密性及鉆孔周圍裂隙的封堵性得到了提高，在負壓抽采的條件下可降低漏氣點，從而提高鉆孔瓦斯抽采濃度，延長瓦斯抽采時間。與以前所使用聚氨酯在開放空間發泡封孔相比有以下優點I、封孔劑在密閉的空間膨脹時，封孔材料與孔壁之間有一定的壓力，増加封孔的密實性，加強了封孔材料與孔壁及抽采管的粘合度，可承受更強的采動應力。2、在負壓抽采的條件下有效阻隔外界空氣的進入，減少了漏氣點，從而提高鉆孔瓦斯抽采濃度，延長瓦斯抽采時間，并為瓦斯抽采后的利用打好了基礎。3、該封孔エ藝裝置操作簡單，封孔時間短，勞動強度低，工人可熟練掌握。
圖I是本實用新型的結構示意圖。圖2是本實用新型的瓦斯抽采封孔裝置塞入抽采鉆孔后的示意圖。圖3是封裝液發泡膨脹后示意圖。
具體實施方式
本實用新型的瓦斯抽采封孔裝置如圖I所示，包括瓦斯抽采管7，在瓦斯抽采管7上套裝有密封圓筒2，膠液注射管道的出膠ロ套裝在密封圓筒2內，所述的膠液注射管道3前端頭封閉，在注射管道的側壁上設有注射孔
3-1，膠液注射管道外套裝有橡膠管6。[0026]密封圓筒2兩端設有用于固定和密封的卡子5,前封卡擋板I和后封卡擋板4分別套裝在抽采管的兩端。在瓦斯抽采管7上套裝有密封圓筒2，所述的密封圓筒為牛皮紙密封圓筒或塑料薄膜密封圓筒，密封圓筒的直徑小于鉆孔直徑。要求密封圓筒即要有較好的抗摩擦能力，還要有較小的抗張力。在此裝置塞入鉆孔的過程中圓筒不能破裂，聚氨酯材料發泡時較易于漲破。膠液注射管道的出膠ロ套裝在密封圓筒2內，所述的膠液注射管道3前端頭封閉，在注射管道的側壁上設有注射孔3-1，膠液注射管道外套裝有橡膠管6。密封圓筒2兩端設有用于固定和密封的快速卡子5,前封卡擋板I和后封卡擋板4分別套裝在抽采管的兩端,在前封卡擋板I的前端和后封卡擋板4的后端分別設有卡子9。所述的前封卡擋板和后封卡擋板分別包括硬質橡膠制成圓環基體，基體直徑小于鉆孔直徑，在圓環基體外圍設有由軟質橡膠制成的裙邊,裙邊的直徑大于鉆孔直徑。 本實用新型的工作過程如下(I)、先將密封圓筒2套在抽采管7上，膠液注射管道的出膠ロ套裝在密封圓筒2內，兩端用快速卡子5固定,然后將前封卡擋板I和后封卡擋板4通過中心裝配在抽采管7的兩端。要求封卡擋板1、4通過中心的圓孔直徑與抽采管的外徑有較好的配合度，不能太松，能承受一定的壓カ而不相互滑動。然后在前封卡擋板I的前端和后封卡擋板4的后端分別用卡子9固定。(2)、將聚氨酯封液A、B兩種組分通過混合管后再經過膠液注射管道3注入到密封圓筒2內，直到充滿為止。(3)、將抽采管、封孔乳液及密封裝置迅速塞入抽采鉆孔8中。封卡擋板1、4的裙邊彎曲變形與抽采孔之間形成密閉的空間(如圖2所示)。(4)、封孔液A、B在封閉的空間發生化學反應，發泡膨脹并漲破密封圓筒2在鉆孔與封卡擋板1、4之間的封閉空間形成致密的固體材質把封閉空間填滿密封并形成整體(如圖3所示)。
權利要求1.一種瓦斯抽采封孔裝置，包括瓦斯抽采管(7)，其特征在于在瓦斯抽采管(7)上套裝有密封圓筒(2 )，膠液注射管道的出膠口套裝在密封圓筒(2 )內，密封圓筒(2 )兩端設有用于固定和密封的卡子(5),前封卡擋板(I)和后封卡擋板(4)分別套裝在抽采管的兩端。
2.根據權利要求I所述的瓦斯抽采封孔裝置，其特征在于所述的前封卡擋板(I)和后封卡擋板(4)分別包括硬質橡膠制成圓環基體，基體直徑小于鉆孔直徑，在圓環基體外圍設有由軟質橡膠制成的裙邊，裙邊的直徑大于鉆孔直徑。
3.根據權利要求I所述的瓦斯抽采封孔裝置，其特征在于在前封卡擋板(I)的前端和后封卡擋板(4)的后端分別設有卡子(9)。
4.根據權利要求I或2所述的瓦斯抽采封孔裝置，其特征在于所述的密封圓筒(2)為牛皮紙密封圓筒或塑料薄膜密封圓筒，密封圓筒(2)的直徑小于鉆孔直徑。
5.根據權利要求I或2所述的瓦斯抽采封孔裝置，其特征在于所述的膠液注射管道(3)前端頭封閉，在注射管道的側壁上設有注射孔(3-1)，膠液注射管道外套裝有橡膠管(6)。
專利摘要一種瓦斯抽采封孔裝置，包括瓦斯抽采管，在瓦斯抽采管上套裝有密封圓筒，膠液注射管道的出膠口套裝在密封圓筒內，密封圓筒兩端設有用于固定和密封的卡子，前封卡擋板和后封卡擋板分別套裝在抽采管的兩端。本實用新型采用聚氨酯封孔材料在一段封閉空間內對煤礦瓦斯抽采裝置進行封孔，利用該裝置聚氨酯在封閉空間內發泡，封孔材料的致密性及鉆孔周圍裂隙的封堵性得到了提高，在負壓抽采的條件下可降低漏氣點，從而提高鉆孔瓦斯抽采濃度，延長瓦斯抽采時間。
文檔編號E21F7/00GK202417403SQ20112037574
公開日2012年9月5日 申請日期2011年9月28日 優先權日2011年9月28日
發明者丁建礎, 付瑤, 曹國喜, 李伍成, 李寧, 李宗耀, 楊程濤, 趙東峰, 陳濤, 陶云奇, 馬耕 申請人:河南煤業化工集團研究院有限責任公司