王清峰，史書(shū)翰，辛德忠，陳 航，張世濤

(1.煤炭科學(xué)研究總院，北京 100013；2.中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司，重慶 400039；3.瓦斯災(zāi)害監(jiān)控與應(yīng)急技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 400037)

采用鉆機(jī)對(duì)煤層施工鉆孔進(jìn)行瓦斯抽采是煤礦瓦斯災(zāi)害防治的有效手段[1-3]，瓦斯抽采鉆孔封孔是瓦斯抽采流程的關(guān)鍵步驟[4-5]?，F(xiàn)有封孔工藝主要有囊袋式“兩堵一注”帶壓封孔、聚氨酯封孔、封孔器封孔和二次封孔等[6-9]。這些封孔工藝普遍存在自動(dòng)化程度低，勞動(dòng)強(qiáng)度大的問(wèn)題。

為提高封孔自動(dòng)化程度，一些學(xué)者開(kāi)展了自動(dòng)封孔相關(guān)研究。目前，主要從自動(dòng)注料和自動(dòng)下入封孔器兩個(gè)方面提高封孔自動(dòng)化程度。其中，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)注料的方法主要包括鉆屑自封孔法[10]、基于燭氧的膠囊黏液自升壓封孔法[11-12]和鉆孔噴涂法[13]等。此類方法可實(shí)現(xiàn)封孔料自動(dòng)注入鉆孔中，但需提前手動(dòng)下入封孔器，自動(dòng)化程度不足。自動(dòng)下入封孔器封孔的方法主要為鉆桿式封孔器封孔法[14-16]，該方法將封孔器加工成鉆桿形狀，利用鉆機(jī)下入封孔器，減小了勞動(dòng)強(qiáng)度，但該方法需手動(dòng)連接注漿通道注入封孔料，自動(dòng)化程度有待提高，封孔過(guò)程不連續(xù)。

為解決自動(dòng)注料與自動(dòng)下入封孔器不能同時(shí)實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題，研制了三段式自動(dòng)封孔器，借助自動(dòng)鉆機(jī)下入封孔器，并連續(xù)地利用自動(dòng)鉆機(jī)打鉆用水?dāng)D出封孔器中的封孔料，完成自動(dòng)封孔，以期為煤礦井下自動(dòng)封孔工藝及裝備提供參考。

1 三段式自動(dòng)封孔器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

結(jié)合自動(dòng)封孔相關(guān)要求，設(shè)計(jì)三段式自動(dòng)封孔器，其結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 三段式自動(dòng)封孔器結(jié)構(gòu)Fig.1 Three-stage automatic hole packer structure

三段式自動(dòng)封孔器由前堵管、帶料管和后堵管組成，帶料管用于攜帶封孔料，前后堵管用于封堵鉆孔封孔段兩端，避免封孔料泄漏。采用礦用聚氨酯作為封孔料，礦用聚氨酯包括A 料和B 料，混合后可發(fā)生膨脹完成封孔。前后堵管上設(shè)有單向閥Ⅰ和膠套；帶料管上設(shè)有單向閥Ⅱ、A 料儲(chǔ)液腔、B 料儲(chǔ)液腔、推液滑環(huán)和單向閥Ⅲ；推液滑環(huán)上裝有O 型密封圈，配合單向閥Ⅲ將A 料和B 料密封在儲(chǔ)液腔中。單向閥Ⅰ在較小壓力下即可開(kāi)啟，單向閥Ⅱ的開(kāi)啟壓力大于單向閥Ⅰ的開(kāi)啟壓力，單向閥Ⅲ的開(kāi)啟壓力大于封孔料液體自重產(chǎn)生的壓力。前堵管、帶料管和后堵管均設(shè)計(jì)為雙通道結(jié)構(gòu)，連接后形成內(nèi)外通道，內(nèi)通道用于抽采瓦斯，外通道用于注水。

封孔前用管堵封閉內(nèi)通道，封孔時(shí)利用自動(dòng)鉆機(jī)依次下入三段式自動(dòng)封孔器的前堵管、若干根帶液管和后堵管，通入帶壓水封孔。三段式自動(dòng)封孔器流道結(jié)構(gòu)及流體流向如圖2 所示。

圖2 三段式自動(dòng)封孔器流道結(jié)構(gòu)及流體流向Fig.2 Flow channel structure and flow direction of three-stage automatic hole packer

圖中藍(lán)色箭頭表示帶壓水流向，帶壓水進(jìn)入外通道，先開(kāi)啟單向閥Ⅰ，使膠套膨脹與孔壁貼合；外通道水壓繼續(xù)上升直至開(kāi)啟單向閥Ⅱ，推動(dòng)推液滑環(huán)。儲(chǔ)液腔內(nèi)聚氨酯A 料和聚氨酯B 料壓力上升直至開(kāi)啟單向閥Ⅲ，礦用聚氨酯封孔料被擠入混液腔，混合后經(jīng)出液口流入鉆孔完成封孔，聚氨酯液體流向如圖2 中紅色箭頭所示。一段時(shí)間后，打開(kāi)管堵，下入篩管，進(jìn)行瓦斯抽采，瓦斯氣體流向如圖2 中黃色箭頭所示。

2 基于有限元分析的關(guān)鍵部件研究

2.1 動(dòng)密封機(jī)構(gòu)及其推動(dòng)壓力研究

動(dòng)密封機(jī)構(gòu)由推液滑環(huán)和O 型密封圈組成，密封圈裝配在推液滑環(huán)的內(nèi)外密封槽中。以外密封為例，密封圈在密封槽中將受到儲(chǔ)液殼壁面(以下簡(jiǎn)稱壁面)、密封槽底面和側(cè)面的切向力和法向力作用。動(dòng)密封環(huán)、動(dòng)密封機(jī)構(gòu)及O 型圈受力情況如圖3 所示。

圖3 動(dòng)密封機(jī)構(gòu)及O 型圈受力Fig.3 Dynamic sealing mechanism and O-ring stress

推動(dòng)動(dòng)密封機(jī)構(gòu)滑動(dòng)需克服動(dòng)密封機(jī)構(gòu)與壁面間的摩擦力，可知該力由切向力Ft1產(chǎn)生，則動(dòng)密封機(jī)構(gòu)推動(dòng)壓力p為：

式中：pt1為克服動(dòng)密封機(jī)構(gòu)與壁面間摩擦力所需推動(dòng)壓力；pmax為最大背壓。

已知pmax=0.01 MPa，只需確定pt1即可確定推動(dòng)動(dòng)密封機(jī)構(gòu)所需壓力。采用有限元分析的方法對(duì)O型圈在儲(chǔ)液腔中的滑動(dòng)進(jìn)行仿真，觀察其受力情況，得到壁面對(duì)O 型圈切向力Ft1，計(jì)算密封圈與壁面間摩擦力，確定推動(dòng)動(dòng)密封機(jī)構(gòu)所需壓力。

取外密封圈為有限元分析對(duì)象，建立1/4 模型，如圖4 所示，模型厚度(動(dòng)摩擦面長(zhǎng)度)為0.5 mm。

圖4 外密封圈有限元分析模型Fig.4 Finite element analysis model of outer sealing ring

O 型圈的材質(zhì)為氟橡膠，是典型的非線性超彈性材料，用應(yīng)變能函數(shù)對(duì)其性能進(jìn)行表征[17]。應(yīng)變能函數(shù)由超彈性材料本構(gòu)模型體現(xiàn)，常用的超彈性本構(gòu)模型有Mooney-Rivlin 模型[18-19]、縮減多項(xiàng)式模型[20-21]和Ogden 模型[22]。由于Mooney-Rivlin 模型應(yīng)用范圍廣，在小應(yīng)變范圍內(nèi)(應(yīng)變量為0～100%)能夠較好地表征橡膠材料的力學(xué)行為[23]，故采用Mooney-Rivlin 模型作為氟橡膠的應(yīng)變能函數(shù)。其表達(dá)式[24]為：

式中：W為應(yīng)變勢(shì)能；I1和I2分別為應(yīng)變不變量；J為彈性體積比；C10、C01和D1均為超彈性材料Mooney-Rivlin 模型參數(shù)，C10+C01＞0 時(shí)，本構(gòu)模型穩(wěn)定。此處選用的氟膠圈，其C10為1.166、C01為0.292、D1為0.041 2，密度為1.81 g/cm3。

推液滑環(huán)的材質(zhì)為聚四氟乙烯(PTFE)，具有摩擦因數(shù)小的優(yōu)點(diǎn)；壁面材料為MC 尼龍，具有強(qiáng)度大、阻燃、抗靜電等優(yōu)點(diǎn)。兩種材料仿真參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 MC 尼龍和聚四氟乙烯材料仿真參數(shù)Table 1 MC Nylon and PTFE material simulation parameters

定義推液滑環(huán)和壁面為剛體，設(shè)置兩個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)t均為0.05 s 的分析步驟，步驟一用于模擬O 型圈裝配過(guò)程，推液滑環(huán)和O 型圈固定，壁面向下移動(dòng)。步驟二用于模擬推液滑環(huán)推動(dòng)O 型圈在儲(chǔ)液腔中運(yùn)動(dòng)，壁面固定，推液滑環(huán)向右移動(dòng)。內(nèi)密封圈受力情況與外密封圈一樣，不做重復(fù)分析。結(jié)果如圖5 所示。

圖5a 為Mises 應(yīng)力云圖，可知在t=0～0.05 s 時(shí)，密封圈只受到壁面與密封槽底面的擠壓作用；在t=0.05～0.1 s 時(shí)，密封圈同時(shí)受到壁面、密封槽底面和側(cè)面力的作用，應(yīng)力分布情況與受力分析一致。圖5b 為壁面與密封槽的切向力云圖，在t=0.05 s 時(shí)，密封圈未發(fā)生軸向移動(dòng)，切向速度為0，切向力較小；t＞0.05 s 時(shí)，密封圈開(kāi)始滑動(dòng)，切向力變大。仿真動(dòng)畫(huà)顯示，密封圈先發(fā)生滾動(dòng)，與密封槽壁面貼合后滑動(dòng)。以節(jié)點(diǎn)N115為例進(jìn)一步觀察摩擦面受力變化情況，如圖5d 所示：在t＜0.07 s 時(shí)節(jié)點(diǎn)N115 不受切向力，t＞0.07 s 時(shí)，節(jié)點(diǎn)N115 開(kāi)始受到切向力，切向力先增大到峰值后減小。

由圖5b 可知，壁面受到最大摩擦力為0.031 17 N，根據(jù)作用力與反作用力原理，可知0.5 mm 長(zhǎng)度的密封圈滑動(dòng)時(shí)受到的最大摩擦力為0.031 17 N，根據(jù)壓力計(jì)算公式，克服動(dòng)密封機(jī)構(gòu)與壁面間的摩擦力所需壓力為：

式中：n1、n2分別為推液滑環(huán)內(nèi)外密封槽數(shù)量，n1=n2=2；f1、f2分別為單位長(zhǎng)度(1 mm)內(nèi)外密封圈滑動(dòng)時(shí)所受摩擦力，f1=f2=0.062 34 N；d1為外密封圈周向動(dòng)摩擦面長(zhǎng)度，d1=251.327 mm；d2為內(nèi)密封圈周向動(dòng)摩擦面長(zhǎng)度，d2=188.496 mm；S為推液滑環(huán)側(cè)面面積，S=0.002 2 m2。

將相關(guān)數(shù)值代入式(2)，得pt1為0.024 9 MPa；將式(3)代入式(1)計(jì)算得動(dòng)密封滑環(huán)所需推動(dòng)壓力為0.034 9 MPa。

圖5c 為t=0.05 s 時(shí)接觸面的法向應(yīng)力云圖，此時(shí)密封圈已充分與壁面貼合，具有最大密封效果。可知密封圈對(duì)壁面的壓應(yīng)力最大值為3.028 MPa，該值決定密封圈是否能有效密封流體，密封圈的密封效果將在后面章節(jié)進(jìn)行討論。

2.2 不同材料膠套膨脹性能對(duì)比研究

根據(jù)三段式封孔器工作原理，膠套完全膨脹后單向閥Ⅱ才能開(kāi)啟。但為避免儲(chǔ)液腔產(chǎn)生較大形變影響O 型密封圈密封效果，單向閥Ⅱ開(kāi)啟壓力不宜過(guò)大，故要求膠套在較小注水壓力下充分膨脹。同時(shí)，為保證膠套膨脹后可對(duì)封孔材料有效封堵，要求膠套與鉆孔內(nèi)壁的接觸壓力不小于聚氨酯材料的膨脹壓力。

采用有限元分析的方法獲得不同橡膠材料在不同壓力下的膨脹狀態(tài)，為膠套材料選取提供參考。對(duì)現(xiàn)有的4 種橡膠樣品進(jìn)行膨脹仿真，樣品如圖6 所示有限元分析模型如圖7 所示，初始狀態(tài)時(shí)，膠套位于鉆孔下沿。

圖6 4 種橡膠樣品Fig.6 Four rubber samples

圖7 膠套有限元分析模型Fig.7 Finite element analysis model of rubber sleeve

由于丙烯酸塑料管強(qiáng)度高、透明度高，且內(nèi)徑大小與真實(shí)鉆孔幾乎吻合，采用丙烯酸塑料管作為模擬鉆孔。其力學(xué)參數(shù)為：密度1.19 g/cm3、彈性模量3 000 MPa、泊松比0.32。膠套材料為橡膠，同樣使用Mooney-Rivlin 模型作為應(yīng)變能函數(shù)，4 種材料仿真參數(shù)見(jiàn)表2。

表2 橡膠材料仿真參數(shù)Table 2 Simulation parameters of rubber materials

由于模擬鉆孔剛度遠(yuǎn)大于橡膠，將模擬鉆孔設(shè)置為剛體并固定，限制膠套兩端面6 個(gè)自由度。由于三段式自動(dòng)封孔器擬實(shí)驗(yàn)煤礦打鉆用水壓力為1 MPa左右，取膠套膨脹壓力上限為1 MPa。采用嘗試法，初次仿真壓力設(shè)置為0.1 MPa，每次遞增0.1 MPa，直至仿真壓力達(dá)到上限值。多次仿真分析后，發(fā)現(xiàn)仿真壓力為0.1 MPa 時(shí)4 種樣品均為充滿鉆孔；增加仿真壓力至0.2 MPa，發(fā)現(xiàn)天然橡膠膨脹至與模擬鉆孔壁貼合，而其余樣品仍未充滿鉆孔?？紤]到膠套應(yīng)在較小注水壓力下充分膨脹，初步選擇天然橡膠作為膠套制作材料。仿真結(jié)果如圖8 所示。膨脹壓力為0.2 MPa 時(shí)天然橡膠與模擬鉆孔內(nèi)壁的接觸力云圖如圖9 所示。

圖8 膠套仿真Mises 應(yīng)力云圖Fig.8 Mises stress cloud map of rubber sleeve

圖9 天然橡膠接觸力云圖Fig.9 Natural rubber contact force cloud map

由圖9 可知接觸面的接觸力均在46 kPa 以上，已知本實(shí)驗(yàn)采用的礦用聚氨酯材料膨脹力不超40 kPa，根據(jù)密封原理，膨脹壓力為0.2 MPa 時(shí)天然橡膠能封堵處于膨脹狀態(tài)下的礦用聚氨酯材料。綜上所述，選擇天然橡膠作為前后堵管膠套的制作材料。

3 封孔參數(shù)研究

3.1 管道流量計(jì)算

由文獻(xiàn)可知，封孔長(zhǎng)度達(dá)到10 m 時(shí)，99%的鉆孔封孔合格[25]。設(shè)封孔長(zhǎng)度為h=10 m，則需要的封孔裝置數(shù)量為：

式中：L為單根前堵管、帶液管和后堵管的有效封孔長(zhǎng)度，L=0.73 m。

計(jì)算得k為13.699，取14，則需要用到前后堵管各1 根，帶液管12 根，此時(shí)實(shí)際封孔長(zhǎng)度為h′=14L=10.22 m。設(shè)12 根帶液管攜帶的A、B 料體積為V，則有：

式中：R1、R2分別為儲(chǔ)液腔環(huán)形空間的內(nèi)外徑，R1=0.04 m，R2=0.03 m；l為單個(gè)儲(chǔ)液腔的長(zhǎng)度，l=0.246 m。

由于礦用聚氨酯封孔料混合3 min 后會(huì)開(kāi)始反應(yīng)，故需在3 min 內(nèi)完成封孔料的注入。設(shè)封孔裝置入口處水流流量為qv，則有：

式中：t1為封孔料流出時(shí)間，t1=3 min。將相關(guān)參數(shù)代入式(5)和式(6)，得qv為4.327 L/min，則封孔用水的流量應(yīng)大于等于4.327 L/min。

3.2 管道水力計(jì)算

首先對(duì)封堵上行孔情況進(jìn)行水力計(jì)算，確定封孔水壓。封孔器安裝完畢的流道如圖10 所示。

圖10 封孔器流道Fig.10 Flow channel of hole packer

1—1 為封孔器入水口截面，2—2 為前堵管單向閥Ⅰ進(jìn)水截面。對(duì)截面1—1 和截面2—2 列伯努利方程[26]，得注水壓力為：

式中：p1和p2、v1和v2分別為截面1—1 和截面2—2的壓力和流速。由于單向閥Ⅰ開(kāi)啟壓力較小，可忽略不計(jì)，根據(jù)前文膠套膨脹仿真結(jié)果，取p2為膠套膨脹壓力，即p2=0.2 MPa；Δh為2 個(gè)截面最大高度差，Δh=9.517 m；α1和α2為動(dòng)能修正系數(shù)；Δp為壓力損失；θ為鉆孔傾角，考慮極端工況，取θ=90°；ρ為水的密度，ρ=1×103kg/m3；g為重力加速度，m/s2。

由流速變化引起的壓力變化很小，忽略不計(jì)。由高度差帶來(lái)的壓力變化如下：

壓力損失Δp包括兩部分：

式中：pλ為沿程阻力損失；pξ為局部阻力損失。封孔器主流道為直管，且流動(dòng)截面基本無(wú)變化，局部阻力損失很小，忽略不計(jì)。

流道雷諾數(shù)：

流體流速：

式中：D為水力直徑，D=0.006；υ為水的運(yùn)動(dòng)黏度，取υ=1×10-6m2/s；S′為流道截面積，S′=4.430×10-4m2。

將相關(guān)參數(shù)代入式(10)和式(11)，可得流體雷諾數(shù)Re為978，流體流速u(mài)為0.163 m/s。由雷諾數(shù)可知水流的流動(dòng)狀態(tài)為層流，則流道的沿程阻力損失為[26]：

沿程阻力系數(shù)λ：

將式(8)、式(9)和式(12)代入式(7)，可得p1為0.294 8 MPa。此壓力僅能支持膠套膨脹，在此基礎(chǔ)上，還需考慮能將封孔液擠出的水壓裕量pω。由前文知推液滑環(huán)推動(dòng)壓力為0.034 9 MPa，故裕量pω=0.034 9 MPa，則所需注水壓力應(yīng)滿足ps≥p1+pω=0.329 7 MPa?？紤]富余，取注水壓力為0.35 MPa。

同理計(jì)算可得，封堵下行孔時(shí)，要求注水壓力大于等于0.236 4 MPa。

由前文可知，儲(chǔ)液腔推液滑環(huán)O 型圈與壁面的接觸力最大值為3.028 MPa，遠(yuǎn)大于儲(chǔ)液腔的水壓，故動(dòng)密封機(jī)構(gòu)具有良好的密封效果。

3.3 儲(chǔ)液外殼強(qiáng)度校核

儲(chǔ)液外殼用于儲(chǔ)存封孔料，內(nèi)部安裝有動(dòng)密封機(jī)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)薄、強(qiáng)度低、易形變的特點(diǎn)。采用有限元分析的方法對(duì)其強(qiáng)度進(jìn)行校核。為保護(hù)管路，在管路中加裝溢流閥，溢流壓力為0.4 MPa。對(duì)儲(chǔ)液外殼內(nèi)壁面施加0.4 MPa 壓力，分析結(jié)果如圖11 所示。

圖11 校核結(jié)果云圖Fig.11 Cloud map of checking results

可知儲(chǔ)液外殼最大應(yīng)力為10.31 MPa，已知儲(chǔ)液外殼材料的屈服強(qiáng)度[δ]=152 MPa，強(qiáng)度符合要求。儲(chǔ)液外殼形變位移最大值為0.044 78 mm，對(duì)動(dòng)密封基本無(wú)影響，形變符合要求。

4 實(shí) 驗(yàn)

4.1 室內(nèi)封孔實(shí)驗(yàn)

根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，加工自動(dòng)封孔器樣機(jī)，如圖12 所示。

圖12 自動(dòng)封孔器樣機(jī)Fig.12 Prototype of automatic hole packer

開(kāi)展室內(nèi)封孔實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其可行性。實(shí)驗(yàn)選擇加裝一根帶液管，封孔長(zhǎng)度0.9 m，封孔角度為15°。將一端封底的透明丙烯酸塑料管放在實(shí)驗(yàn)架上，放入組裝好的自動(dòng)封孔器。用電動(dòng)試壓泵提供的帶壓水模擬自動(dòng)鉆機(jī)送水器給水，連接試壓泵與自動(dòng)封孔器，注水封孔。實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖13 所示。

圖13 自動(dòng)封孔器封孔實(shí)驗(yàn)Fig.13 Sealing experiment of automatic hole packer

封孔前，封孔器在重力作用下位于模擬鉆孔下沿，如圖13b 所示；封孔時(shí)，透過(guò)透明丙烯酸塑料管可以看到膠套逐漸膨脹直至與亞克力管壁充分貼合，之后聚氨酯封孔料從出液口流出，膨脹充滿封堵空間且不外溢；封孔后模擬鉆孔內(nèi)部狀態(tài)如圖13c 所示，封孔成功。

4.2 封孔效果對(duì)比實(shí)驗(yàn)

已知壓注法封孔和纏卷法封孔是常見(jiàn)的聚氨酯封孔方式，在室內(nèi)開(kāi)展聚氨酯壓注法和纏卷法封孔實(shí)驗(yàn)作為自動(dòng)封孔器封孔實(shí)驗(yàn)的對(duì)照組。對(duì)3 種不同封孔方法封堵的空間抽真空20 min，關(guān)閉真空泵后觀察壓力表示數(shù)變化，每隔10 min 記錄一次數(shù)據(jù)，共記錄24組數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖14 所示?？芍?種封孔方法封堵空間的真空度均隨時(shí)間逐漸下降，自動(dòng)封孔器封孔法和壓注法封堵的空間真空度下降情況基本一致；纏卷法封堵的空間真空度下降快于前兩個(gè)方法。表明自動(dòng)封孔器封孔效果和壓注法封孔相當(dāng)，并優(yōu)于傳統(tǒng)纏卷法封孔。

圖14 封孔效果對(duì)比實(shí)驗(yàn)Fig.14 Comparison experiment of hole sealing effect

5 結(jié)論

a.針對(duì)煤礦井下瓦斯抽采鉆孔封孔自動(dòng)化程度不足，研發(fā)了三段式自動(dòng)封孔器，通過(guò)有限元分析方法對(duì)動(dòng)密封機(jī)構(gòu)和膠套工作過(guò)程進(jìn)行仿真分析，根據(jù)分析結(jié)果確定動(dòng)密封機(jī)構(gòu)的推動(dòng)壓力為0.034 9 MPa，并選擇天然橡膠作為膠套材料。

b.對(duì)自動(dòng)封孔器進(jìn)行水力計(jì)算，計(jì)算結(jié)果表明封孔用水流量應(yīng)大于4.327 L/min，封堵上行孔時(shí)封孔水壓應(yīng)大于0.329 7 MPa，封堵下行孔時(shí)封孔水壓應(yīng)大于0.236 4 MPa。同時(shí)對(duì)儲(chǔ)液外殼進(jìn)行強(qiáng)度校核，獲得應(yīng)力云圖和位移云圖，確保其在既定封孔參數(shù)下正常工作。

c.開(kāi)展自動(dòng)封孔器室內(nèi)封孔實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)表明動(dòng)密封機(jī)構(gòu)的密封效果良好，膠套在模擬鉆孔內(nèi)充分膨脹并對(duì)礦用聚氨酯材料有良好封堵效果，自動(dòng)封孔器具有可行性；開(kāi)展封孔效果對(duì)比實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)表明自動(dòng)封孔器封孔效果與聚氨酯壓注法封孔相當(dāng)，優(yōu)于傳統(tǒng)聚氨酯纏卷法封孔。

d.為避免留置在煤壁中的封孔器對(duì)采煤的影響，自動(dòng)封孔器采用抗靜電阻燃非金屬材料加工制作，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，強(qiáng)度不足，還需進(jìn)一步開(kāi)展結(jié)構(gòu)優(yōu)化，進(jìn)行適應(yīng)自動(dòng)鉆機(jī)夾持參數(shù)的自動(dòng)封孔器現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用研究，實(shí)現(xiàn)鉆封孔一體化。