针对传统封孔工艺密封性能差、钻孔浓度衰减快、封孔经济成本高等技术难题，提出“自适应钻孔变形、柔性保压、动态密封、重复利用”的新型封孔技术，研发一种瓦斯抽采新型“胎囊式”可复用封孔装置，阐述了“胎囊式”封孔装置的基本结构设计和封孔技术原理。采用数值模拟、实验室实验和理论分析相结合的研究方法，对封孔装置的核心部件（密封胎囊）展开了系统研究。研究结果显示：壁厚为1 mm和2 mm的胎囊能够在较低的注浆压力条件下迅速膨胀，满足钻孔封孔要求；胎囊与孔壁的平均接触压力随施加作用力递增呈现逐渐增大的趋势，与壁厚为1 mm的密封胎囊相比，壁厚为2 mm的密封胎囊随压力的递增其整体密封性能表现更加稳定；封孔实验结果表明，胎囊的极限承压能力与胎囊自身壁厚呈正相关，当注浆压力大于0.32 MPa时，封孔装置能够对钻孔形成有效密封；结合数值模拟、封孔实验和注浆封孔力学分析结果，得出胎囊结构设计参数的最优组合解为：长度1000 mm，壁厚2 mm。现场工程实践表明，与传统“两堵一注”带压封孔工艺相比，在相同的抽采期内，新型封孔工艺较传统封孔工艺的钻孔平均瓦斯抽采浓度提升126.6%，平均抽采纯量提高120%；首次抽采结束后胎囊的重复利用率为84%，三次抽采结束后胎囊的回收利用率达65%，抽采浓度整体提升30%以上，证明新型封孔工艺不仅能够提高钻孔的抽采效果，延长高浓度抽采时间，同时达到了封孔装置重复利用的效果，为矿井瓦斯抽采方法提供了新的技术路径。

0引言
1“胎囊式”可复用封孔装置
1.1结构设计
1.2胎囊材料选型
1.3封孔原理
1.4“胎囊式”封孔装置柔性保压原理
2胎囊结构设计模拟优化
2.1本构模型
2.2结构变形分析
2.3密封性能分析
3封孔装置承压测试
3.1胎囊注浆力学分析
3.2承压实验
3.2.1实验方案
3.2.2实验结果分析
3.3胎囊轴向变形分析
4现场应用
4.1试验区概况
4.2试验结果分析
5结论

王振锋,曹良超,卢志杰,等.穿层钻孔瓦斯抽采胎囊式可复用封孔装置研究与应用[J/OL].煤炭学报,1-14[2024-12-16].https://doi.org/10.13225/j.cnki.jccs.2024.1178.