本發(fā)明涉及煤礦井下煤層瓦斯抽采鉆孔封孔的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高瓦斯礦井鉆孔封孔裝置。

背景技術(shù)：

通過對現(xiàn)有封孔技術(shù)調(diào)查與研究，當前國內(nèi)外采用的封孔技術(shù)主要有機械注水泥砂漿封孔、封孔器封孔、聚氨酯樹脂封孔、膠囊封孔、“兩堵一注”封孔等?，F(xiàn)有技術(shù)從理論上分析其密封嚴實的鉆孔抽出的瓦斯?jié)舛葢?yīng)接近100％，而我國煤層抽采的抽出瓦斯的濃度平均不到20％，抽采負壓也普遍較低，且負壓越高抽出的瓦斯?jié)舛仍降?。由此推斷現(xiàn)行的封孔技術(shù)遠遠沒有達到密封隔絕效果。究其原因是現(xiàn)有封孔技術(shù)主要存在操作工藝復(fù)雜、勞動強度大、成本高、封孔不到位等問題。操作技術(shù)人員在施工過程中遠不能達到理論的封孔工藝要求，尤其在進行封孔液注入時必須借助外動力設(shè)備，進一步增加了成本、勞動量及操作難度。另外通過研究可以發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的封孔裝置主要采用“兩堵一注”的封孔工藝，通過改變堵頭的密封性，更換或者提高現(xiàn)有封孔液的性能，通過外力設(shè)備提供壓力注入的手段進行封孔。其整體封孔液與封孔裝置仍為分離狀態(tài)，整體操作要求高，施工復(fù)雜，現(xiàn)場很難達到理論封孔要求。因此，亟需簡便、快捷、穩(wěn)定、經(jīng)濟、低勞動量地在井下完成瓦斯抽采鉆孔的封孔裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種高瓦斯礦井鉆孔封孔裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，集封孔液、封堵頭與抽采管一體，效果更加，適用更為廣泛。

本發(fā)明提供了一種高瓦斯礦井鉆孔封孔裝置，包括瓦斯抽采管、內(nèi)花管、外花管及封孔料，所述瓦斯抽采管可旋轉(zhuǎn)的貫穿于內(nèi)花管，所述外花管可滑動的鑲套在內(nèi)花管外，所述內(nèi)花管和瓦斯抽采管之間形成圓環(huán)狀的容置空間，在容置空間中分別設(shè)有第一封孔料和第二封孔料，所述第一封孔料和第二封孔料通過分隔層實現(xiàn)初始狀態(tài)下的分隔，所述瓦斯抽采管的外緣間隔設(shè)有多個扇形攪拌片，從而通過瓦斯抽采管的旋轉(zhuǎn)操作，帶動扇形攪拌片發(fā)生旋轉(zhuǎn)，切破分隔層，帶動第一、第二封孔料均勻混合，并發(fā)生膨脹反應(yīng)；所述內(nèi)花管、外花管均為表面布滿陣列狀孔隙的pvc管，在初始狀態(tài)下，其外花管鑲套在內(nèi)花管外面且相互之間的孔隙并不對準，對容置空間實現(xiàn)封閉，而在外花管相對內(nèi)花管滑動后，兩者的孔隙對準，形成導流封孔料的通道，容置空間處于打開狀態(tài)。

較佳地，外花管的相對滑動通過一螺母開關(guān)實現(xiàn)，所述螺母開關(guān)螺固于內(nèi)花管的外緣外螺紋上，其前端頂靠于外花管的后端。

較佳地，所述瓦斯抽采管的后段設(shè)有攪拌手柄，所述攪拌手柄實現(xiàn)了手動旋轉(zhuǎn)，促使扇形攪拌片旋轉(zhuǎn)隔斷封孔料隔層。

較佳地，還設(shè)有兩個封孔囊袋，所述封孔囊袋為彈性材料制成，且囊袋通過分隔層實現(xiàn)初始狀態(tài)下的分隔，在攪拌手柄的攪動下，帶動扇形攪拌片攪拌，切破分隔層，促使封孔囊袋實現(xiàn)快速膨脹功能，實現(xiàn)封孔兩端封堵頭的作用。

較佳地，所述封孔囊袋中的封料反應(yīng)時間較快，在10～20s之間，膨脹倍數(shù)為20倍；內(nèi)外花管內(nèi)的第一、第二封孔料反應(yīng)時間較慢，在60～300s之間，膨脹倍數(shù)為10倍，強度要高于封料。

本發(fā)明一種高瓦斯礦井鉆孔封孔裝置，不再使用封孔注漿操作，省去了封孔注漿設(shè)備，簡化了封孔工藝操作；通過使用攪拌手柄和螺紋開關(guān)來完成封孔裝置兩端堵頭和封孔液導流到孔壁的操作，降低了勞動強度；設(shè)置有的內(nèi)外花管，即能夠滿足在進行螺紋開關(guān)擰緊前存儲封孔料的功能，又能通過開關(guān)控制完成實體模式與花管模式的切換，實現(xiàn)導流封孔液到煤壁，完成封孔的作用；對所使用的第一第二封孔料進行了改性，提高了其封孔強度，控制了兩種封孔料的膨脹反應(yīng)時間間隔；實現(xiàn)了集封堵頭、瓦斯抽采管及封孔液于一體的功能，降低了封孔勞動強度及工藝復(fù)雜性，提高了封孔效率及效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的一種高瓦斯礦井鉆孔封孔裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中圖1的橫向剖示圖；

附圖標記說明：

1.攪拌手柄，2.螺母開關(guān)，3.第一封孔料，4.第二封孔料，5.分隔層，6.內(nèi)花管，7.外花管，8.瓦斯抽采管，9.扇形攪拌片，10.抽采室，11.封孔囊袋，12.鉆孔，13.煤層。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的一個具體實施方式進行詳細描述，但應(yīng)當理解本發(fā)明的保護范圍并不受具體實施方式的限制。

如圖1-2所示，本發(fā)明實施例提供了一種高瓦斯礦井鉆孔封孔裝置，包括瓦斯抽采管8、內(nèi)花管6及外花管7，所述瓦斯抽采管8可旋轉(zhuǎn)的貫穿于內(nèi)花管6，其前端從內(nèi)花管6的前端伸出并設(shè)有抽采頭，后端設(shè)有攪拌手柄1，所述外花管7鑲套在內(nèi)花管6外并可沿其前后滑動，所述內(nèi)花管6和瓦斯抽采管8之間形成圓環(huán)狀的容置空間，在容置空間中分別設(shè)有第一封孔料3和第二封孔料4，所述第一封孔料3和第二封孔料4通過分隔層5實現(xiàn)初始狀態(tài)下的分隔，所述瓦斯抽采管8的外緣間隔設(shè)有多個扇形攪拌片9，從而通過攪拌手柄1對瓦斯抽采管8的旋轉(zhuǎn)操作，帶動扇形攪拌片9發(fā)生旋轉(zhuǎn)，切破分隔層5，帶動第一、第二封孔料均勻混合，并發(fā)生膨脹反應(yīng)。

進一步地，所述內(nèi)花管6、外花管7均為表面布滿陣列狀孔隙的pvc管，在初始狀態(tài)下，其外花管7鑲套在內(nèi)花管6外面且相互之間的孔隙并不對準，對容置空間實現(xiàn)封閉，而在外花管7相對內(nèi)花管6滑動后，兩者的孔隙對準，形成導流封孔料的通道，容置空間處于打開狀態(tài)，而外花管7的相對滑動通過一螺母開關(guān)2實現(xiàn)，所述螺母開關(guān)2螺固于內(nèi)花管6的外緣外螺紋上，其前端頂靠于外花管7的后端，從而外花管7的相對運動由螺母開關(guān)2控制，這種結(jié)構(gòu)控制更加簡單實用，既節(jié)約成本，又能實現(xiàn)精確控制。

進一步地，所述攪拌手柄實現(xiàn)了手動旋轉(zhuǎn)，促使扇形攪拌片旋轉(zhuǎn)隔斷封孔料隔層，并帶動第一第二封孔料均勻混合和順利發(fā)生反應(yīng)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，也可通過電動、液動驅(qū)動元件實現(xiàn)扇形攪拌片的旋轉(zhuǎn)。

在具體實施時，可預(yù)先根據(jù)鉆孔的封孔深度確定具體的短節(jié)數(shù)目，進行分短節(jié)送入孔內(nèi)指定位置，其單節(jié)連接主要靠內(nèi)花管6上的螺紋結(jié)構(gòu)進行相互短節(jié)之間的擰緊來實現(xiàn)。內(nèi)花管6與外花管7在螺母開關(guān)2打開前，處于實體密封狀態(tài)，第一封孔料3及第二封孔料4在分隔層5分隔作用下穩(wěn)定的處于內(nèi)外花管組成的容置空間內(nèi)；通過攪拌手柄1的旋轉(zhuǎn)，帶動扇形攪拌片9發(fā)生旋轉(zhuǎn)，切破分隔層5后實現(xiàn)準確快速的混合。

進一步地，還設(shè)有兩個封孔囊袋11，所述封孔囊袋11為彈性材料制成，且所述封孔囊袋11可設(shè)置于內(nèi)花管6的外緣以及外花管7的前后端，從而通過內(nèi)部設(shè)有的第一封孔料3、第二封孔料4，并通過分隔層5實現(xiàn)初始狀態(tài)下的分隔，在攪拌手柄1的攪動下，帶動扇形攪拌片9攪拌，切破分隔層5，促使封孔囊袋實現(xiàn)快速膨脹功能，促使封孔囊袋形成封孔裝置兩端封堵頭。

進一步地，所述封孔囊袋11內(nèi)也可設(shè)有第三封孔料、第四封孔料，并同樣通過另一分隔層實現(xiàn)初始狀態(tài)下的分隔，在攪拌手柄的攪動下，帶動內(nèi)花管6的扇形攪拌片攪拌，切破該另一分隔層，促使封孔囊袋實現(xiàn)快速膨脹功能，促使封孔囊袋形成封孔裝置兩端封堵頭。

進一步地，所述封孔囊袋中的第三、第四封料反應(yīng)時間較快，在10～20s之間，膨脹倍數(shù)為20倍；內(nèi)外花管內(nèi)的第一、第二封孔料反應(yīng)時間較慢，在60～300s之間，膨脹倍數(shù)為10倍，強度要高于前者；這樣是為了保證在擰緊螺母開關(guān)，促使內(nèi)外花管切換成花管模式前，順利形成封孔兩端堵頭，以免發(fā)生內(nèi)外花管內(nèi)封孔液外流的現(xiàn)象。

當螺母開關(guān)2擰緊后，外花管7相對內(nèi)花管6發(fā)生相對滑動，使兩花管孔隙對接，導流發(fā)生反應(yīng)的第一、第二封孔料至煤壁，完成封孔；最后需要將瓦斯抽采管8與煤礦井下瓦斯抽放管路連接，進行瓦斯抽采。

綜上所述，本發(fā)明實施例提供的一種高瓦斯礦井鉆孔封孔裝置，不再使用封孔注漿操作，省去了封孔注漿設(shè)備，簡化了封孔工藝操作；通過使用攪拌手柄和螺紋開關(guān)來完成封孔裝置兩端堵頭和封孔液導流到孔壁的操作，降低了勞動強度；設(shè)置有的內(nèi)外花管，即能夠滿足在進行螺紋開關(guān)擰緊前存儲封孔料的功能，又能通過開關(guān)控制完成實體模式與花管模式的切換，實現(xiàn)導流封孔液到煤壁，完成封孔的作用；對所使用的第一第二封孔料進行了改性，提高了其封孔強度，控制了兩種封孔料的膨脹反應(yīng)時間間隔；實現(xiàn)了集封堵頭、瓦斯抽采管及封孔液于一體的功能，降低了封孔勞動強度及工藝復(fù)雜性，提高了封孔效率及效果。

以上公開的僅為本發(fā)明的幾個具體實施例，但是，本發(fā)明實施例并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本發(fā)明的保護范圍。