一种矿用深孔爆破封孔装置
1.技术领域：
2.本实用新型涉及煤矿深孔爆破封孔技术领域，尤其涉及一种矿用深孔爆破封孔装置。
3.
背景技术：
4.目前，顶板(煤体）爆破预裂卸压是冲击地压矿井治理防治冲击地压灾害的一种重要卸压手段。在工作面回采前，在工作面两顺槽内对其上部坚硬岩层，或工作前方的煤体施工钻孔，之后进行爆破预裂，破坏上覆坚硬岩层或煤体的完整性，提前释放聚集的弹性能，降低发生冲击地压的风险。
5.预裂钻孔爆破封孔，一种方法是采用水炮泥、黄泥等材料进行封孔，钻孔装入爆破筒后，需人工利用炮杆将水泥药卷和黄泥等分段捣入钻孔内，由于爆破封孔长度需达到钻孔深度的1/3以上，因此封孔材料需分段多次捣入钻孔，施工时间长、效率低，且工人劳动强度较大，另外，有时钻孔内水较大，水较大一是会造成水炮泥、黄泥等材料容易被水冲下，二是会造成封孔材料凝固时间长，作业效率低下，三是会影响封孔强度；另一种方法是直接注浆封孔，利用注浆泵通过注浆管直接将封孔材料注入钻孔内，此种方法操作相对简便，但封孔材料容易通过钻孔内的裂隙渗透到岩体或煤体，达不到预定的注浆封孔压力，所需注浆封孔材料多，耗时长、材料浪费问题严重，造成施工成本过高，钻孔孔壁有水时，混入注浆材料中，改变原有注浆材料的配比，影响注浆材料的凝固时间和凝固强度，进而影响封孔质量，造成封孔质量下降。
6.鉴于上述问题，申请号为“2020110822915”的中国发明专利公开了一种矿用深孔爆破封孔装置，包括注浆管以及固定在注浆管上端的倒刺挂钩，所述倒刺挂钩包括预设数量的环状分布的倒刺，所述注浆管顶端封闭，所述注浆管的管身上由上而下依次包裹有预设数量的囊袋，每个囊袋内的注浆管区段上分别开有出浆孔，除最上端出浆孔之外的各出浆孔处分别套有弹性密封套，各个弹性密封套从出浆孔处被冲开所需要的最小压力从上到下依次增大，这种矿用深孔爆破封孔装置在使用时操作简单、施工人员劳动强度低、施工周期短且避免了材料的浪费，作业效率较高。
7.然而，上述发明专利在实践过程中仍然存在诸多问题，一是当钻孔深度较大时，例如达到六七十米时，所需囊袋数量较多，实践中难以控制弹性密封套理想地按照从上到下的顺序被依次冲开，这会造成在先被充填的不同囊袋之间的囊袋在后被充填时，其所处钻孔区段内的气体无法排出，使得部分囊袋无法被有效充填，致使无法正常封孔，尤其是钻孔本身孔壁较为光滑、无裂隙时，这一问题更加突出；二是有时钻孔内水较大，而水较大时有时会将囊袋冲出，造成无法封孔，即便不会将囊袋冲出，也会严重影响封孔质量，造成封孔不严。三是进行爆破后有时致裂效果欠佳，岩层或煤体中聚集的弹性能不能充分释放，无法有效降低发生冲击地压的风险。
8.现有技术中缺少一种在钻孔较深、钻孔内水较大等条件下仍然适用并能辅助进一步强化致裂效果的矿用深孔爆破封孔装置。
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技术实现要素：
10.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种矿用深孔爆破封孔装置，能够应用于各种孔深（浅孔、深孔、超深孔）、孔内涌水较大、爆破钻孔孔壁裂隙发育的各类钻孔，还能为进一步强化致裂效果创造条件。
11.本实用新型是通过下述技术方案来实现的：
12.一种矿用深孔爆破封孔装置，其特征是，包括注浆管、内管以及注浆头，所述内管穿设在注浆管内，所述注浆管内壁上端与内管外壁之间以及注浆管内壁下端与内管外壁之间分别封堵，所述注浆头连通至注浆管与内管之间的空间，所述注浆管沿管身包裹有不多于5节囊袋，每个囊袋内的注浆管区段上分别开有出浆孔，全部出浆孔或除最下端注浆孔之外的各注浆孔上分别设有堵孔件，各个堵孔件从出浆孔处被冲开所需要的最小压力从下到上依次增大。
13.在本实用新型的另一个方面中，还包括固定头，所述固定头固定在注浆管上端并用于将注浆管固定在钻孔内。
14.在本实用新型的另一个方面中，所述固定头包括固定管以及预设数量的钢丝，所述固定管竖直套设在注浆管上部，所述钢丝横穿固定管，所述钢丝中部捆绑在注浆管上，所述钢丝的两头伸出固定管外并向下弯折成倒刺状。
15.在本实用新型的另一个方面中，所述堵孔件为弹性密封套，所述弹性密封套套在与之对应的出浆孔处，各个弹性密封套从出浆孔处被冲开所需要的最小压力从从下到上依次增大。
16.在本实用新型的另一个方面中，所述注浆头为三通，所述三通包括相互连通的a段、b段以及c段，所述注浆管的下端与a段内壁之间密封，所述内管穿出述注浆管的下端并与b段内壁之间密封，所述c段连通至注浆管与内管之间的空间。
17.在本实用新型的另一个方面中，所述囊袋的袋体为织物结构。
18.在本实用新型的另一个方面中，所述囊袋的上端和下端分别通过卡箍捆绑在所述注浆管的外壁上。
19.在本实用新型的另一个方面中，所述囊袋的数量为3个，除最下端注浆孔之外的各注浆孔上分别设有堵孔件。
20.在本实用新型的另一个方面中，各个弹性密封套的长度相等且各个弹性密封套的壁厚从下到上依次增大。
21.在本实用新型的另一个方面中，所述注浆管内壁上端与内管外壁之间通过连接头、卡箍、锥形密封圈以及锥形螺母封堵固定，所述连接头的一端插入至注浆管上端并通过卡箍卡紧，所述内管从连接头内部穿过，所述锥形密封圈密封在内管外壁与连接头之间并通过配合在连接头上的锥形螺母压紧。
22.本实用新型的有益效果是：能够应用于各种孔深（浅孔、深孔、超深孔）、孔内涌水较大、孔壁裂隙发育的各类钻孔，还能为进一步强化致裂效果创造条件。
23.附图说明：
24.图1为本实用新型实施例整体内部结构示意图。
25.图2为本实用新型实施例局部结构示意图。
26.图3为本实用新型实施例中注浆头处内部结构示意图。
27.图4为本实用新型固定头内部结构示意图。
28.图5为本实用新型固定头俯视结构示意图。
29.附图中：1、固定头，101、固定管，102、钢丝，2、囊袋，3、堵孔件，4、注浆管，5、注浆头，501、a段，502、b段，503、c段，6、出浆孔，7、内管，8、卡箍，9、连接头，10、锥形螺母。
30.具体实施方式：
31.下面结合附图及实施例对本实用新型的实施方式做进一步说明：
32.在对本实用新型的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的描述为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
33.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
34.实施例1
35.一种矿用深孔爆破封孔装置，包括注浆管4、内管7以及注浆头5，所述内管7穿设在注浆管4内，所述注浆管内壁上端与内管外壁之间以及注浆管内壁下端与内管外壁之间分别封堵，注浆管内壁上端与内管外壁之间的封堵可采用常见的封堵方式，在注浆管内壁上端与内管外壁之间采用密封件或过盈配合一个管套等方式来实现封堵，具体在本实施例中，所述注浆管内壁上端与内管外壁之间通过连接头9、卡箍8、锥形密封圈以及锥形螺母封堵固定，所述连接头的一端插入至注浆管上端并通过卡箍卡紧，所述内管从连接头内部穿过，所述锥形密封圈密封在内管外壁与连接头之间并通过配合在连接头上的锥形螺母压紧。所述注浆头连通至注浆管与内管之间的空间，所述注浆管沿管身包裹有不多于5节囊袋，本实施例中囊袋采用工业滤布制成，优选三节和四节，本实施例中为三节，每个囊袋内的注浆管区段上分别开有出浆孔6，全部出浆孔或除最下端注浆孔之外的各注浆孔上分别设有堵孔件3，各个堵孔件3从出浆孔处被冲开所需要的最小压力从下到上依次增大。还包括固定头1，所述固定头1固定在注浆管上端并用于将注浆管固定在钻孔内。本实施例中，所述固定头包括固定管101以及预设数量的钢丝102，本实施例中固定管采用pvc管，所述固定管竖直套设在注浆管上部，所述钢丝横穿固定管，所述钢丝中部捆绑在注浆管上，所述钢丝的两头伸出固定管外并向下弯折成倒刺状，本实施例中钢丝数量为两根，两根钢丝以十字交叉的布局方式横穿固定管。本实施例中，所述堵孔件为弹性密封套，弹性密封套可采用橡胶套或塑料管套等，所述弹性密封套套在与之对应的出浆孔处，各个弹性密封套从出浆孔处被冲开所需要的最小压力从从下到上依次增大。本实施例中，所述注浆头为三通，所述三通包括相互连通的a段501、b段502以及c段503，所述注浆管的下端与a段内壁之间密封，所述内管穿出述注浆管的下端并与b段内壁之间密封，这两处的密封方式可采用楔形密封圈或其他常用的密封方式来密封，所述c段连通至注浆管与内管之间的空间。所述囊袋的袋体为织物结构。所述囊袋的上端和下端分别通过卡箍捆绑在所述注浆管的外壁上。本实施例中所述囊袋的数量为3个，除最下端注浆孔之外的各注浆孔上分别设有堵孔件。各个弹性密封套的长度相等且各个弹性密封套的壁厚从下到上依次增大。
36.使用这种矿用深孔爆破封孔装置时，在钻孔送入爆破筒后，将这种矿用深孔爆破封孔装置捣入钻孔内，直达爆破筒底部，这种矿用深孔爆破封孔装置顶端的倒刺挂钩插入孔壁，进而使这种矿用深孔爆破封孔装置吊挂在钻孔内。利用注浆泵向注浆头的c段压注封孔材料，随着压注的进行，封孔材料首先填充最下面的囊袋，钻孔内的气体和水（如有）随之被挤压向上走，进而通过内管上端的开口进入内管，进而通过内管排出钻孔，封孔材料在注浆管内达到一定压力后，封孔材料将中间囊袋内的弹性密封套冲开，进而使得封孔材料进入中间的囊袋内，中间的囊袋快速充填、膨胀，当注浆管内压力升高至能冲开最上端弹性密封套时，封孔材料进入最上端的囊袋内，进而使所有的囊袋便被依次充满，充填、膨胀后的囊袋与钻孔壁紧密接触，形成密闭区域，从而实现良好的密封效果。
37.这种矿用深孔爆破封孔装置能够在填充封孔过程中有效地排气、排水，进而有效避免了背景技术中指出的钻孔内气体和水对封孔作业造成的不利影响。排气、排水不再依赖于钻孔中的裂隙，这避免了囊袋长度过长造成钻孔内气体和水无法排出的问题，进而在深孔作业时通过将单个囊袋长度设置较长来控制囊袋数量，将囊袋数量控制在5个以内，进而避免因囊袋数量过多导致实践中难以控制堵孔件理想地按照预定顺序被依次冲开的问题。除排气和排水外，内管还有一项重要功能，即通过内管向钻孔内高压注水，对爆破后的裂隙进一步致裂，进一步强化致裂效果，进而更好地破坏上覆坚硬岩层的完整性，更好地释放聚集的弹性能，降低发生冲击地压的风险。
38.这种矿用深孔爆破封孔装置使用安全，连接好后直接送入钻孔从而实现封孔自动化，具有操作简单、使用方便、施工劳动强度低、工作效率高的特点，囊袋的设置有效避免了封孔材料大量通过钻孔内的裂隙渗透到岩体或煤体，进而避免了直接向钻孔内注浆所需注浆封孔材料多、耗时长、材料浪费问题严重、施工成本过高等问题。
39.封孔材料可采用宿州市金鼎安全技术股份有限公司或河北高采矿山工程有限公司生产的jdaq-4型无机加固材料兑水使用，jdaq-4型无机加固材料外观为灰色粉末，无毒、无污染、无腐蚀性，所有组份均属无机系，不含任何有机材料，具有不燃、不助燃、阻燃的特性。产品按比例1:1兑水施工，制料过程中发生单纯的物理络合反应，反应不剧烈，无明显热量放出，无有毒有害气体生成。具有初凝时间短，初凝时间可调，流动性强，能够充分密实钻孔周围裂隙。无收缩，微膨胀，渗透性好，高流动性，可泵送，不含氯化物，初凝快，抗压强度高，反应过程中温度低（小于45℃），抗腐蚀。
40.使用这种矿用深孔爆破封孔装置，操作简单，一次注浆即可完成，降低了劳动强度，安全可靠，封孔长度容易控制；凝固速度快，密封密实；大大缩短了施工周期；经济实用，成本较低。
41.总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型专利的涵盖范围。