矿用三堵两注封孔器及其使用方法 【技术领域】 [0001] 本发明属于矿用封孔器技术领域，具体涉及一种矿用三堵两注封孔器及其使用方法。 【背景技术】 [0002] 现有技术中矿用“两堵一注”是一种带压封孔法，其原理是先在煤层钻孔的封孔段的两端用囊袋进行封堵，再通过注浆管对两端封堵段之间的钻孔段进行注浆。这种方法可以有效填充钻孔周围的裂缝，并提高瓦斯抽采效率。但是靠近外侧的封堵段所处区域，由于其裂隙发育较为严重，且分布范围广，注浆过程中浆液易沿裂隙较大处流走，不易实现对裂隙进行全部封堵。 【发明内容】 [0003] 本发明的目的是提供一种矿用三堵两注封孔器及其使用方法，以解决现有两堵一注工艺中，靠近外侧的封堵段所处区域在注浆过程中浆液易沿裂隙较大处流走，不易实现对裂隙进行全部封堵的问题。 [0004] 本发明采用以下技术方案：矿用三堵两注封孔器，包括一用于置于煤层钻孔内抽取瓦斯的组装封孔管道，组装封孔管道外套有第一囊袋、第二囊袋和第三囊袋；第一囊袋、第二囊袋和第三囊袋分别位于组装封孔管道的外端、中段和内端处； [0005] 还包括一与组装封孔管道并列设置的注浆管，注浆管的管体依次穿过第一囊袋、第二囊袋和第三囊袋；注浆管的入口端位于第一囊袋外侧，注浆管的出口端位于第三囊袋的内部，注浆管与第一囊袋、第二囊袋交汇处均设置有分流端口； [0006] 注浆管上：位于第一囊袋和第二囊袋之间、以及第二囊袋和第三囊袋之间的位置处均设置有爆破阀； [0007] 其中，第一囊袋、第二囊袋和第三囊袋用于通过内部注浆膨胀来实现对钻孔的封堵，并在第一囊袋和第二囊袋之间形成外段封孔空间，在第二囊袋和第三囊袋之间形成内段封孔空间；爆破阀用于在设定的压力条件下爆破，以分别向外段封孔空间和内段封孔空间内注浆填充。 [0008] 进一步的，第一囊袋和第二囊袋之间爆破阀的预设压力为1.5MPa。 [0009] 进一步的，第二囊袋和第三囊袋之间爆破阀的预设压力为0.8MPa。 [0010] 进一步的，组装封孔管道包括串联的多根封孔管，相邻的封孔管之间为螺纹连接。 [0011] 本发明采用的第二种技术方案是，矿用三堵两注封孔器的使用方法，基于矿用三堵两注封孔器，包括以下内容： [0012] 将组装封孔管道和注浆管均置于煤层钻孔内； [0013] 通过注浆管向第一囊袋、第二囊袋和第三囊袋内注浆； [0014] 第一囊袋、第二囊袋和第三囊袋膨胀后紧固在煤层钻孔的内壁，从而在组装封孔管道上密封形成外段封孔空间和内段封孔空间； [0015] 持续注浆，压力升至0.8Mp，第二囊袋和第三囊袋6之间的爆破阀打开，内段封孔空间开始注浆；压力升至1.5Mp后，第一囊袋和第二囊袋之间的爆破阀再打开，外段封孔空间开始注浆； [0016] 直至浆液将外段封孔空间和内段封孔空间内被填满后停止注浆。 [0017] 本发明的有益效果是：通过设置三个囊袋，将注浆段分割成内段封孔空间和外段封孔空间两段；外段封孔空间所处区域，由于裂隙发育较为严重，且分布范围广，注浆过程中浆液易沿裂隙较大处流走，不易实现对裂隙进行全部封堵，故外段主要起填充钻孔作用，内段空间裂隙相对发育较小，便于实现高压注浆封孔，能够更好地实现对裂隙的有效封堵，可以增强钻孔密封性，从而达到提高瓦斯抽采效果的目的。 【附图说明】 [0018] 图1为本发明矿用三堵两注封孔器的结构示意图； [0019] 图2为图1中A处的放大图； [0020] 图3为本发明矿用三堵两注封孔器的使用状态示意图。 [0021] 其中，1.封孔管，2.注浆管，21.入口端，22.出口端，23.分流端口，24.管体，3.爆破阀，4.第一囊袋，5.第二囊袋，6.第三囊袋。 【具体实施方式】 [0022] 下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。 [0023] 本发明提供了一种矿用三堵两注封孔器，如图1所示，包括一用于置于钻孔内抽取瓦斯的组装封孔管道，所述组装封孔管道外套有第一囊袋4、第二囊袋5和第三囊袋6；所述第一囊袋4、第二囊袋5和第三囊袋6分别位于所述组装封孔管道的外端、中段和内端处。 [0024] 还包括一与所述组装封孔管道并列设置的注浆管2，所述注浆管2的管体依次穿过第一囊袋4、第二囊袋5和第三囊袋6；所述注浆管2的入口端21位于第一囊袋4外侧，所述注浆管2的出口端22位于第三囊袋6的内部，所述注浆管2与所述第一囊袋4、第二囊袋5交汇处均设置有分流端口23。如图2所示，分流端口23为注浆管2上设置的开口，用于将浆液分流注入囊袋。注浆管2用于通过其上的两个分流端口23向第一囊袋4和第二囊袋5内注浆，还用于通过其出口端22向第三囊袋6内注浆；第一囊袋4、第二囊袋5和第三囊袋6用于通过自身的膨胀实现对钻孔的封堵。 [0025] 所述注浆管2上：位于所述第一囊袋4和第二囊袋5之间、以及第二囊袋5和第三囊袋6之间的位置处均设置有爆破阀3。 [0026] 其中，所述第一囊袋4、第二囊袋5和第三囊袋6用于通过内部注浆膨胀来实现对钻孔的封堵。膨胀后的囊袋可以对钻孔形成有效支护，使钻孔封孔段周围形成高应力区，避免封孔以后持续产生裂隙，形成漏气通道。 [0027] 在第一囊袋4和第二囊袋5之间形成外段封孔空间，在第二囊袋5和第三囊袋6之间形成内段封孔空间。外段封孔空间主要起填充钻孔作用，内段封孔空间裂隙相对发育较小，便于实现高压注浆封孔，能够更好地实现对裂隙的有效封堵，可以增强钻孔密封性，从而达到提高瓦斯抽采效果的目的。 [0028] 所述爆破阀3用于在设定的压力条件下爆破，以分别向外段封孔空间和内段封孔空间内注浆填充。 [0029] 在一些实施例中，第一囊袋4和第二囊袋5之间爆破阀3的预设压力为1.5MPa。 [0030] 在一些实施例中，第二囊袋5和第三囊袋6之间爆破阀3的预设0.8MPa。 [0031] 在一些实施例中，组装封孔管道包括串联的多根封孔管1，相邻的所述封孔管1之间为螺纹连接。组装封孔管道的长度可根据井下实际钻孔情况进行调节。 [0032] 本发明矿用三堵两注封孔器的使用方法为： [0033] 将组装封孔管道和注浆管2均置于煤层钻孔内； [0034] 将注浆管2与注浆泵相联通，浆液因为注浆压力迅速进入第一囊袋4、第二囊袋5和第三囊袋6； [0035] 如图3所示，三个囊袋迅速膨胀，其外壁面紧固在煤层钻孔的内壁，其内壁面紧固在组装封孔管道的外表面，从而在组装封孔管道上密封形成外段封孔空间和内段封孔空间； [0036] 三个囊袋充满撑住钻孔形成外段封孔空间和内段封孔空间两段注浆空间后，持续注浆，压力慢慢增大至0.8Mp，首先是第二囊袋5和第三囊袋6之间的爆破阀先打开，内段封孔空间开始注浆，待内段封孔空间注满后，压力持续增大至1.5Mp后，第一囊袋4和第二囊袋 5之间的爆破阀再打开，外段封孔空间开始注浆；浆液将外段封孔空间和内段封孔空间内填满，注浆完全凝固后，通过组装封孔管道进行瓦斯抽采。 [0037] 通过对50组钻孔实验数据对比分析，采用“三堵两注”封孔器的钻孔较采用“两堵一注”封孔器钻孔15天内单孔平均瓦斯抽采浓度提高39.14％，在抽采75天后“三堵两注”较“两堵一注”钻孔平均瓦斯浓度高出58.87％，平均50个钻孔可减少低浓失效钻孔1个以上。 目前矿井已全面推广使用“三堵两注”封孔工艺，按照全年施工8500个钻孔进行计算，全年可减少失效钻孔170个，穿层钻孔单孔施工人工及材料成本合计约为8000元，平均全年可减少资金浪费136万元以上。