本發(fā)明屬于瓦斯抽采，具體的說，涉及一種基于三通單向閥的封-測-堵一體便攜式封孔裝置及方法。

背景技術：

1、斯抽采是煤礦安全生產(chǎn)的關鍵環(huán)節(jié)，其主要目的是降低煤層瓦斯壓力與含量、防止煤層瓦斯大量涌入采掘空間，防治瓦斯爆炸及煤與瓦斯突出事故。然而，現(xiàn)有瓦斯抽采技術在封孔環(huán)節(jié)存在諸多不足。傳統(tǒng)封孔方法多采用水泥或聚氨酯材料，這些方法操作復雜、封孔時間長，且封孔效果難以保證，容易出現(xiàn)鉆孔漏氣。已公開或已使用的封孔技術裝備，例如囊袋式封孔器，大多只能進行一次注漿，漿液凝固后即封孔完畢，而無法進行后續(xù)注漿。盡管目前存在二次封孔、封堵一體式注漿封孔工藝，但是每堵漏注漿一次都單獨需要一根注漿管，若要實現(xiàn)抽采后期的多次堵漏注漿，那么整個封孔器注漿管路眾多，復雜的封孔器結(jié)構(gòu)導致初次注漿封孔后管路之間難以充分被漿液充填，因此目前在抽采后期進行的堵漏大多只有一次（封孔器設置一根注漿管、一根堵漏管），這嚴重影響了單個鉆孔的瓦斯長效抽采。此外，鉆孔漏氣伴隨瓦斯抽采整個過程中，工程技術人員需要根據(jù)鉆孔的漏氣量來判斷是否要對鉆孔進行堵漏注漿；盡管采用鉆孔瓦斯?jié)舛瓤梢苑磻@孔漏氣情況，但是瓦斯?jié)舛仁苊簩雍瑲庑再|(zhì)的影響，并不能直接反應鉆孔的密封質(zhì)量，但目前還沒有在封孔器材結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)漏氣直接測試的方法。

2、綜上，現(xiàn)有封孔技術裝備結(jié)構(gòu)與功能不合理，即：要么僅可以注漿封孔而無法后期多次堵漏，要么能夠?qū)崿F(xiàn)后期多次堵漏但是注漿管路復雜反而影響鉆孔密封質(zhì)量，并且無法實時直接測試鉆孔漏氣，現(xiàn)有缺陷造成了現(xiàn)有技術背景下瓦斯抽采封孔、堵漏、漏氣測試工作無法形成一個有機的整體，導致瓦斯抽采質(zhì)效低下。因此，需要一種操作方便且安全性高的能夠同時實現(xiàn)封孔、漏氣監(jiān)測和堵漏的基于三通單向閥的封-測-堵一體便攜式封孔裝置及方法。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種操作方便且安全性高的能夠同時實現(xiàn)封孔、監(jiān)測和堵漏的基于三通單向閥的封-測-堵一體便攜式封孔裝置及方法。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

3、基于三通單向閥的封-測-堵一體便攜式封孔裝置，包括從左至右依次連接的第一封孔單元、第二封孔單元、第三封孔單元和第四封孔單元，第一封孔單元、第二封孔單元、第三封孔單元和第四封孔單元連接后內(nèi)部形成左右連通的放置通道，放置通道內(nèi)安裝有第一三用管、第二三用管和測氣管；

4、第一封孔單元和第二封孔單元之間通過測氣封孔接頭連接，第二封孔單元和第三封孔單元之間通過第一帶閥封孔接頭連接，第三封孔單元和第四封孔單元通過第二帶閥封孔接頭連接；

5、第一封孔單元包括集束器、第一封孔管、第二封孔管、第三帶閥封孔接頭和第一囊袋，第一封孔管和第二封孔管通過第三帶閥封孔接頭連接，第二封孔管的右端連接第一測氣封孔接頭的左端，第二封孔管的左端連接第三帶閥封孔接頭的右端，第一封孔管的右端連接第三帶閥封孔接頭的左端，第一封孔管的左端連接集束器，第一囊袋套設在第一封孔管和第二封孔管外部，第一囊袋的左端固定在第一封孔管上，第一囊袋的右端固定在第二封孔管上；

6、第二封孔單元、第三封孔單元和第四封孔單元結(jié)構(gòu)相同，均包括第三封孔管、第四封孔管、第二囊袋和第四帶閥封孔接頭，第三封孔管的右端連接第四帶閥封孔接頭的左端，第四封孔管的右端連接第四帶閥封孔接頭的右端，第二囊袋套設在第三封孔管和第四封孔管上，第二囊袋的左端固定在第三封孔管上，第二囊袋的右端固定在第四封孔管上；

7、第二封孔單元的第三封孔管的左端連接測氣封孔接頭的右端，第二封孔單元的第四封孔管的右端連接第一帶閥封孔接頭的左端，第三封孔單元的第三封孔管的左端連接第一帶閥封孔接頭的右端，第三封孔單元的第四封孔管的右端滿血第二帶閥封孔接頭的左端，第四封孔單元的第三封孔管的左端連接第二帶閥封孔接頭的右端。

8、集束器包括集束殼體，集束殼體上安裝有連通其內(nèi)外部的三用彎頭、測氣彎頭和排水彎頭，三用彎頭的右端連接第一三用管的左端，排水彎頭的右端連接第二三用管的左端，測氣彎頭的右端連接測氣管的左端，排水彎頭位于殼體外部的部位上設置有球閥。

9、測氣封孔接頭包括接頭殼體，接頭殼體內(nèi)設置有直角彎頭，直角彎頭的左端連接測氣管的右端，直角彎頭的下端伸出接頭殼體并連接測氣腔。

10、第一帶閥封孔接頭、第二帶閥封孔接頭、第三帶閥封孔接頭和第四帶閥封孔接頭的結(jié)構(gòu)相同均包括封孔殼體，封孔殼體內(nèi)壁上部設置有三通單向閥，三通單向閥包括三通殼體，三通殼體包括平直管和向上延伸的上短管，平直管的左端設置為平直進漿口，平直管的右端設置有平直出漿口，上短管的頂端設置為單向出漿口，上短管的外輪廓為圓柱形，上短管的內(nèi)壁形狀為上寬下窄的倒錐形，上短管的內(nèi)部形成上寬下窄的倒錐形腔體，上短管內(nèi)設置有與倒錐形腔體相對應的倒錐形滑塊，倒錐形滑塊的頂部連接壓簧的底端，壓簧的頂端設置在上短管的上端，上短管的上端延伸出三通殼體；

11、第一帶閥封孔接頭的三通單向閥的上短管連通注漿腔，第二帶閥封孔接頭的三通單向閥的上短管連通堵漏腔，第三帶閥封孔接頭的三通單向閥的上短管連通第一囊袋的內(nèi)部，第四帶閥封孔接頭的三通單向閥的上短管連通第二囊袋的內(nèi)部。

12、第一三用管包括第一分段管、第二分段管、第三分段管、第四分段管、第五分段管和第六分段管，第一分段管的左端連接三用彎頭，第一分段管的右端連接第三帶閥封孔接頭上三通單向閥的平直進漿口，第二分段管的左端連接第三帶閥封孔接頭上三通單向閥的平直出漿口，第二分段管的右端連接第二封孔單元的第四帶閥封孔接頭上三通單向閥的平直進漿口，第三分段管的左端連接第二封孔單元的第四帶閥封孔接頭上三通單向閥的平直出漿口，第三分段管的右端連接第一帶閥封孔接頭上三通單向閥的平直進漿口，第四分段管的左端連接第一帶閥封孔接頭上三通單向閥的平直出漿口，第四分段管的右端連接第三封孔單元的第四帶閥封孔接頭上三通單向閥的平直進漿口，第五分段管的左端連接第三封孔單元的第四帶閥封孔接頭上三通單向閥的平直出漿口，第五分段管的右端連接第二帶閥封孔接頭上三通單向閥的平直進漿口，第六分段管的左端連接第二帶閥封孔接頭上三通單向閥的平直出漿口，第六分段管的右端連接第六分段管的右端連接第四封孔單元的第四帶閥封孔接頭上三通單向閥的平直進漿口。

13、第三帶閥封孔接頭內(nèi)的三通單向閥、第二封孔單元的第四帶閥封孔接頭內(nèi)的三通單向閥、第三封孔單元的第四帶閥封孔接頭內(nèi)的三通單向閥和第四封孔單元的第四帶閥封孔接頭內(nèi)的三通單向閥上的壓簧變形能力依次減弱，第一帶閥封孔接頭和第二帶閥封孔接頭的外表面上均設置有彈性爆破片且第一帶閥封孔接頭上彈性爆破片的爆破壓力低于第二帶閥封孔接頭上彈性爆破片的爆破壓力。

14、基于三通單向閥的封-測-堵一體便攜式封孔方法，基于上述的基于三通單向閥的封-測-堵一體便攜式封孔裝置而實施，包括如下步驟：

15、（1）將第一封孔單元、第二封孔單元、第三封孔單元和第四封孔單元以及相應的接頭和第一三用管、第二三用管、測氣管分體運送至井下作業(yè)地點進行組裝，確保三用彎頭與第一三用管、排水彎頭與第二三用管和測氣彎頭與測氣管連接緊密，并使排水彎頭上的球閥保持關閉狀態(tài)；

16、（2）將組裝好的封孔裝置的右端插入鉆孔口，接著連接外部注漿管與三用彎頭，連接外部回水管與排水彎頭，連接外部測氣管與測氣彎頭，然后通過外部注漿管進行注漿，注漿過程中，第一囊袋與第二封孔單元、第三封孔單元和第四封孔單元的第二囊袋逐漸膨脹，當壓力達到0.5mpa時，第一帶閥封孔接頭爆破，開始對注漿腔進行注漿直至壓力保壓0.5mpa；

17、（3）開啟排水彎頭上的球閥，通過外部注漿管向第一三用管內(nèi)注入低壓水進行清洗直至排水彎頭流出清水，然后關閉球閥；

18、（4）通過第一三用管向堵漏腔內(nèi)注入粘液材料，當壓力升至0.75mpa以上時，第二帶閥封孔接頭開啟，壓力迅速降低，堵漏腔注滿后繼續(xù)注入粘液材料，隨著粘液材料的注入壓力持續(xù)升高直至壓力達到2mpa時停止注漿；

19、（5）抽采過程中不定期通過測氣管檢測鉆孔漏氣狀況，一旦發(fā)現(xiàn)漏氣量大幅度提高則及時開啟球閥并再次執(zhí)行步驟（3）和步驟（4）。

20、本技術的封孔裝置包括從左至右依次連接的第一封孔單元、第二封孔單元、第三封孔單元和第四封孔單元，第一封孔單元、第二封孔單元、第三封孔單元和第四封孔單元連接后內(nèi)部形成左右連通的放置通道，放置通道內(nèi)安裝有第一三用管、第二三用管和測氣管；每個單元長度均不超過1米，非常便于地面與井下的運輸，有助于實現(xiàn)封孔器材便利運輸，能夠達到快速制作、高質(zhì)量長效封孔及抽采鉆孔漏氣動態(tài)檢測的技術目的。

21、本技術的三通單向閥包括三通殼體，三通殼體包括平直管和向上延伸的上短管，平直管的左端設置為平直進漿口，平直管的右端設置有平直出漿口，上短管的頂端設置為單向出漿口，上短管的外輪廓為圓柱形，上短管的內(nèi)壁形狀為上寬下窄的倒錐形，上短管的內(nèi)部形成上寬下窄的倒錐形腔體，上短管內(nèi)設置有與倒錐形腔體相對應的倒錐形滑塊，倒錐形滑塊的頂部連接壓簧的底端，壓簧的頂端設置在上短管的上端，上短管的上端延伸出三通殼體；通過倒錐形腔體實現(xiàn)單向出漿口的單向出漿，極大地提高了注漿效率，有效地解決了現(xiàn)有封孔裝置功能單一且無法同時實現(xiàn)封孔、測氣和堵漏導致作業(yè)效率低下的技術問題。