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瓦斯抽采注浆封孔器定值爆破阀设计

2021-05-10孙志东孙玉宁

煤矿安全 2021年4期

孙志东,马 耕,2,孙玉宁,3

(1.河南理工大学 能源科学与工程学院,河南 焦作454000;2.河南能源化工集团有限公司,河南 郑州450000;3.河南理工大学 深井瓦斯抽采与围岩控制技术国家地方联合工程实验室,河南 焦作454000)

钻孔密封是煤矿瓦斯抽采、瓦斯压力测试及围岩加固注浆等技术的关键环节,钻孔的密封情况直接影响了上述技术的施工质量。对煤层瓦斯抽采而言,低质量封孔会导致钻孔漏气,进而使煤层瓦斯抽采面临“浓度低、管路危险性高”的难题[1-3]。

国内外的专家学者研发了多种封孔方法,以提高钻孔的密封质量。比较典型的有机械式封孔器封孔、聚氨酯封孔、聚氨酯+水泥浆“两堵一注”封孔等[4-6]。其中机械式封孔器价格昂贵、难以回收;聚氨酯封孔难以承受钻孔的变形,进而导致孔内漏气[7];对于“两堵一注”封孔方法,聚氨酯发泡快,这限制了插孔的时间,所以会导致钻孔封不到位的现象。近年来封孔器封孔方法得到了广泛推广,各种囊袋式封孔器价格均比较适中、避免聚氨酯使用,并可以实现“控压式的分段注浆”,这大幅度地提高了钻孔的封孔质量。以河南理工大学研制的“中心分流囊袋式注浆封孔器”为例,该封孔装置可实现“带压堵孔”和“保压注浆”2 个连续的封孔过程[8-9]。

定值爆破阀是“中心分流囊袋式注浆封孔器”的1 个关键部件,直接控制了注浆过程中囊袋内浆液压力和中间段的注浆时机。目前市面上存在的爆破阀多采用具有一定强度和韧度的乳胶、金属片制成,但多数不能直接应用在瓦斯抽采封孔器上,其原因在于:瓦斯抽采封孔注浆要求阀体具有浆液“逆止”功能,即防止浆液回流;……

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