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快速膨胀堵水封孔器
    【技术领域】

    本实用新型涉及一种矿山煤层注水、岩土工程中的岩体注浆以及钻探孔-水文孔-放水孔的封孔与堵水装置，尤指一种快速膨胀堵水封孔器。

    背景技术

    为解决坚硬煤层难以冒落而影响采用放顶煤工艺时，以及为降低煤尘时，煤层注水都是一种常用和有效的方法；岩层注浆加固和堵水，所有这些施工都存在钻孔密封问题。钻孔密封的方法主要有两大类，一是采用密封材料，一是采用封孔器。密封材料方法主要有黄泥封孔、水泥砂浆封孔和化学材料封孔(如聚氨酯等)，每种方法各有优缺点和适用的条件，共同缺点是操作复杂，工序较多，封孔质量难以保证，且缺乏灵活性。目前所用的封孔器也有多种，如膨胀胶囊和机械挤压变形橡胶等，封孔器封孔具有封孔工艺简单、便捷、封孔器可以重复利用等优点，但是它存在着封孔器本身价格较高、对封孔段的钻孔质量要求高，要求钻孔孔壁光滑、规则，钻孔无变形、无塌孔现象，且需要额外动力源等缺点。在钻孔堵水方面，目前多采用注水泥砂浆和化学堵水剂的方法。通过国内专利检索，与堵水和封孔相关的专利有：柔性套筒堵水装置；自封式堵水封隔器；一种堵水封隔器；聚丙烯腈复合交联堵水剂及其配制方法；水玻璃单液地层堵水剂；双作用活塞液压堵水封隔器；加固堵水用聚氨脂材料；新型堵水封隔器；煤层注水封孔器；多功能锚固封孔器；煤壁注水封孔器；高水速凝材料注浆锚杆；膨胀塞封孔器；矿井下抽放瓦斯充气式胶囊封孔器；煤层注水封孔器；气密封孔器等约二十余项，应用到本装置技术领域的有十项。

    【发明内容】

    为提高钻孔封孔和堵水的效率和效果，本实用新型提供了一种快速膨胀堵水封孔器，即可用于堵水，又可用于封孔，结构灵巧，操作简便。

    为解决煤层注水、瓦斯抽放以及岩体注浆等施工中的钻孔封孔问题，以及钻探孔-水文孔和放水孔等钻孔的堵水问题，提出了研制快速堵水封孔器的要求。从实际应用考虑，需要解决堵水封孔器的封孔堵水速度要快(可以控制)，操作简便，对正常施工影响小，成本较低等。本实用新型快速膨胀堵水封孔器是利用我们发明的快速膨胀堵水剂，结合钻孔堵水/封孔的特点而设计的。主要包括压力熔片，丝扣，锥形帽头，水孔，膨胀药卷，内钢管，水孔，膨胀橡胶，卡环，外钢管。内钢管通过丝扣与锥形帽头和卡环连接，锥形帽头和卡环根据使用条件不同，可采用木质、铁质或塑料材料制作。在锥形帽头和卡环上，打有水孔，作为膨胀药卷的水源通道。内钢管靠帽头一端焊接一压力熔片，当管内压力达到设定值时熔片溶化。内钢管的管壁上也钻有水孔。在锥形帽头和卡环之间的钢管上，缠绕有膨胀药卷，该药卷药剂采用了我们发明的快速水膨胀堵水剂，具有遇水膨胀，膨胀速度可控，且有较高的凝固强度。膨胀药卷两端采用膨胀橡胶紧固。实际应用时，封孔器地锥形帽头、内钢管、卡环、膨胀药卷等可在室内组装好，在现场直接接好外钢管，将堵水封孔器安设到设计深度，然后向管内注水，外层膨胀药卷遇水迅速膨胀，与钻孔壁紧密接触，实现封孔目的。外钢管主要用于控制封孔器的位置，注浆完成后，外钢管可拆卸回收。当该装置用于钻孔堵水时，内钢管采用实心塑料棒或铁棒代替即可。通过试验，该装置在水压6MPa时，2分钟孔口无滴渗水。该装置可根据需要在室内进行批量生产，现场应用操作非常方便，是一种低成本、高效率、可广泛应用的新型堵水和封孔装置。经过在矿上注浆封孔和钻孔堵水试验，证明该装置较现有的方法和器具具有更广的适用性、更简便的操纵性和更质优价廉的品质性。

    本实用新型的优点是：具有遇水膨胀，膨胀速度可控，且有较高的凝固强度、操作方便、成本低、效率高，可广泛应用于新型堵水和封孔装置。

    【附图说明】

    图1为本实用新型的结构图。

    图2为图1A-A剖视图。

    附图中标号说明：

    1—压力熔片；    2—丝扣；

    3—锥形帽头；    4—水孔；

    5—膨胀药卷；    6—内钢管；

    7—水孔；        8—膨胀橡胶；

    9—卡环；        10—外钢管；

    【具体实施方式】

    请参阅图1所示，本实用新型的结构是：在内钢管6一端焊接压力熔片1，将管口密封，内钢管6带压力熔片1的一端通过丝扣2与锥形帽头3连接，另一端通过丝扣2与卡环9连接，膨胀药卷5均匀缠绕在内钢管6外，外径不超过锥形帽头3和卡环9，外钢管10通过丝扣2与卡环9连接。