囊袋封孔器的層層密封是其實現高效防漏的核心,主要通過“兩端封堵+中間填充+滲透加固”的三重機制完成,每一層密封都精準針對鉆孔可能漏氣的風險點:
首先是兩端囊袋的初始密封。封孔器兩端各有一個彈性囊袋,注漿泵啟動后,水泥漿液會先通過主注漿管注入這兩個囊袋。隨著漿液不斷填充,囊袋像氣球一樣迅速膨脹,緊緊擠壓鉆孔內壁,在鉆孔的兩端形成兩道“橡膠壩”。這種密封能瞬間阻斷瓦斯沿鉆孔軸向的流通路徑,就像給管道兩端裝上了密封圈,從源頭掐斷泄漏通道。
接著是中間區域的帶壓填充密封。當兩端囊袋膨脹到一定程度,注漿壓力會持續攀升,達到預設值時,囊袋之間的爆破閥會自動開啟。此時,漿液會涌入兩個囊袋之間的鉆孔空間,在壓力作用下填滿所有空隙。由于整個過程處于帶壓狀態,漿液能充分貼合鉆孔內壁的凹凸不平,甚至擠入微小的裂隙,形成一道致密的“填充墻”。這一層密封相當于在兩端封堵的基礎上,給中間區域加了一道厚實的屏障,進一步強化密封性。
最后是漿液滲透的深層加固密封。在壓力注漿的過程中,部分漿液會滲透到鉆孔周圍的煤巖體裂隙中。這些漿液凝固后,會像無數根“小錨桿”一樣牢牢鎖住裂隙,將原本松散的煤體膠結成整體,從根本上降低煤巖體的透氣性。這一層密封深入鉆孔外部的介質,相當于給整個密封系統加了一層“防護網”,即使鉆孔出現細微變形,也能通過加固后的煤巖體阻擋瓦斯泄漏。
正是這三層密封的協同作用,讓囊袋封孔器能在復雜的井下環境中實現長期、可靠的密封效果,為煤礦瓦斯治理提供堅實保障。