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专利号: 2022116619815
申请人: 淮北矿业股份有限公司袁店一井煤矿
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高瓦斯煤层瓦斯抽采及注水一孔多用的封孔装置,包括紧贴注水孔(5)内壁的钻孔套管(1)、封孔组件和穿过封孔组件的注水采气管(4),所述封孔组件包括位于钻孔套管(1)内前后端的孔底封孔组件(2)、孔口封孔组件(3),其特征在于:所述孔底封孔组件(2)包括吸水膨胀橡胶塞(12),所述吸水膨胀橡胶塞(12)前端呈圆台状、后端呈圆柱状,所述钻孔套管(1)的前端呈渐缩状态,在钻孔套管(1)的最前端设有镂空状的卡槽架(17),所述卡槽架(17)由4~6根金属杆围成,其形状与吸水膨胀橡胶塞(12)的前端形状一致;所述封孔装置还包括定滑轮(16)和钢丝绳(15)组合形成的牵拉装置,所述定滑轮(16)固定在卡槽架(17)前端,所述钢丝绳(15)一端固定在吸水膨胀橡胶塞(12)上、另一端与定滑轮(16)配合后向后穿出吸水膨胀橡胶塞(12),通过拉动钢丝绳(15)能将吸水膨胀橡胶塞(12)牵拉至钻孔套管(1)的前端,使吸水膨胀橡胶塞(12)的前端紧密契合在卡槽架(17)内,使吸水膨胀橡胶塞(12)的后端卡紧在钻孔套管(1)的渐缩段内;所述孔口封孔组件(3)包括安装有注浆管(13)、回浆管(14)的吸水膨胀橡胶圆柱(11),所述注浆管(13)的出浆口靠近吸水膨胀橡胶圆柱(11),回浆管(14)的回浆口靠近吸水膨胀橡胶塞(12),注水采气管(4)穿过吸水膨胀橡胶圆柱(11)、吸水膨胀橡胶圆塞(12)的中心对应通孔后深入注水孔内能进行注水或抽采瓦斯。

2.根据权利要求1所述的高瓦斯煤层瓦斯抽采及注水一孔多用的封孔装置,其特征在于:所述卡槽架(17)由4根金属杆围成,每根金属杆呈“L”型,4根金属杆呈“十”字分布。

3.根据权利要求1所述的高瓦斯煤层瓦斯抽采及注水一孔多用的封孔装置,其特征在于:当注水孔(5)为穿过了在初始打孔位置的煤层并到达了其它煤层的钻孔时,所述钻孔套管(1)长度大于初始打孔位置的煤层长度;当注水孔(5)为顺着煤层的走向或者倾向方向而打的钻孔时,所述钻孔套管(1)长度大于钻孔长度的一半。

4.一种高瓦斯煤层瓦斯抽采及注水一孔多用的封孔方法,其特征在于,包括以下步骤:

S1、钻孔施工形成注水孔(5),将权利要求1—3中任一项所述的高瓦斯煤层瓦斯抽采及注水一孔多用的封孔装置安装在注水孔(5)内,先根据注水孔(5)的钻孔类型选择并安装合适的钻孔套管(1),将钢丝绳(15)一端与吸水膨胀橡胶塞(12)连接、另一端与定滑轮(16)配合后穿出吸水膨胀橡胶塞(12),然后将注水采气管(4)穿过吸水膨胀橡胶塞(12)后安装进钻孔套管(1)的卡槽架(17)的前端,拉紧钢丝绳(15)使吸水膨胀橡胶塞(12)的前端与卡槽架(17)紧密契合,使吸水膨胀橡胶塞(12)的后端卡紧在钻孔套管(1)的渐缩段内,然后将安装好注浆管(13)、回浆管(14)的吸水膨胀橡胶圆柱(11)穿过注水采气管(4)并安装在钻孔套管(1)的后端;

S2、通过注浆管(13)进行带压注浆,当回浆管(14)有浆液溢出时停止注浆,完成封孔;

S3、将注水采气管(4)与瓦斯抽采系统连接后进行瓦斯抽采,待抽采压力降低至设定压力后,注水采气管(4)与井下注水管路连接,然后进行带压煤层注水,由于吸水膨胀橡胶塞(12)、吸水膨胀橡胶圆柱(11)膨胀效应以及卡槽架(17)的固定作用,满足密封性,实现注水保压,从而进一步驱替煤层瓦斯,产生二次解吸效应,提高瓦斯抽采压力。

5.根据权利要求4所述的高瓦斯煤层瓦斯抽采及注水一孔多用的封孔方法,其特征在于:注浆采用水泥浆。