封孔器的工作原理主要依赖于其内部结构和注浆压力的共同作用。以下是封孔器工作原理的详细阐述:
封孔器主要由注浆管、瓦斯抽放管、单向阀、爆破阀、囊袋、堵头以及虑水虑气装置等构成。当封孔器被安装到钻孔中时,注浆管与注浆泵相连通。随着注浆泵开始工作,液浆在压力的作用下被注入注浆管及囊袋中。囊袋在液浆的压力下迅速膨胀,其外径紧固在煤层孔壁上,从而将封孔器两端的孔口封闭。
当注浆压力继续增大,达到一定程度(如0.6MPa或1.0MPa)时,爆破阀会爆破,液浆随即充满两个囊袋之间的空间。此时,中间段的空气和压力通过虑水虑气装置流出,从而实现多层密封。这一过程中,封孔浆的膨胀力可以接近地应力,使钻孔封孔段周围形成高应力区,有效减少漏气通道,提高封孔段的密闭性。
待封孔浆凝固后,支护钻孔的工作便得以完成。随后,瓦斯可以通过瓦斯抽放管进行抽采。这种多层封孔的方式,不仅提高了封孔效果,还确保了瓦斯抽采的顺利进行。
不同类型的封孔器,如气压封孔器、液压封孔器、螺旋封孔器、振动封孔器等,其工作原理和使用方法虽有所不同,但总体目标都是为了实现钻孔的有效封闭和瓦斯的抽采。因此,在选择和使用封孔器时,应根据具体的工程需求和钻孔条件进行综合考虑。