专利名称：穿层孔测定煤层瓦斯压力技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用穿层孔测定煤层瓦斯压力的技术，适用于煤矿各种地质条件 下煤层瓦斯压力的测定。
背景技术：
煤矿安全规程要求在煤层开采前要进行瓦斯压力的检测，为了解煤层瓦斯赋存状 况，评价煤矿开发条件，确定煤矿安全措施以及瓦斯开发利用提供依据。检测瓦斯压力前， 先要对被检测煤层打检测孔，检测孔分为顺层孔和穿层孔，穿层孔一般较长，可达到40m以 上。由于孔壁周边的应力作用使得穿层孔不稳固，极易发生塌孔，影响瓦斯压力的测定。目 前广泛应用的直接打钻利用胶囊封孔测定煤层瓦斯压力的方法应用于穿层孔测压时，由于 钻孔壁粗糙不平，测压期间穿层孔发生变形甚至塌孔，封堵钻孔的密封性受到影响，测出的 煤层瓦斯压力值不能真实反应煤层实际瓦斯压力值。封孔的胶囊与孔壁接触，测压结束后 很难将胶囊抽出，抽出后的胶囊也不同程度地损坏导致使用寿命大大降低。
三、技术内容1 发明目的针对以上对于现有利用穿层孔测定煤层瓦斯压力技术存在的问题，本发明的目的 是提供一种能在测压过程中，保证穿层孔的稳固性及密封性的检测孔的施工技术，及封堵 检测孔测定瓦斯压力的方法。避免塌孔的发生，使测定的瓦斯压力值真实可靠，并同时增加 胶囊的使用次数，大大降低封孔测压的成本。2.技术方案本发明采用钻孔_水泥浆封孔_扫孔的方法，即打穿层孔揭煤后延伸钻孔0. 2m, 在孔口安装法兰盘，使用输送管向孔内注入水泥浆至钻孔端面。水泥浆完全凝固后，使用比 穿层孔直径小的钻头扫孔，揭煤后延伸钻孔2m左右，形成煤层延伸孔。水泥浆凝固后强度 大，能保持穿层孔的稳固性。水泥钻孔和煤层延伸孔采用双胶囊封堵方式，即第一胶囊中部 置于水泥钻孔与煤层延伸孔分界处，胶囊充入高压乳化液后膨胀封堵煤层延伸孔，同时对 水泥钻孔形成第一道封堵。第二胶囊与第一胶囊相连，位于水泥钻孔中，形成对水泥钻孔的 第二道封堵。保持充入胶囊的乳化液的压力大于瓦斯压力0. 5MPa，从而防止煤层瓦斯的泄 露。第一胶囊端部与煤层延伸孔端面的空间作为瓦斯室，测压管头通过胶囊内部的管路与 穿层孔外的高压气源连通，测压时向瓦斯室补气，当连在高压气源上的压力表值保持不变 时，即为测定的瓦斯压力值。此方案避免了胶囊直接封堵穿层孔测定瓦斯压力时穿层孔变 形、塌孔等问题，双胶囊封堵系统使得检测孔密封紧密，有效解决了现有穿层孔测定瓦斯压 力过程中的问题。3.技术效果本穿层孔测定煤层瓦斯压力方法和装置经过现场试验测试，具有密封效果好，操 作简单，胶囊的损坏小，测定的瓦斯压力值准确，封孔检测的成本低等优点。方便煤矿井下
3较小空间内的装卸，节省了测压的时间。
四
图1、图2是本发明检测孔施工方法示意3是本发明封堵及测压方法示意图
五具体实施例方式实施例1 如图1、图2所示，本发明瓦斯压力检测孔的施工方法，包括以下步骤(1)采用常规钻孔方法打穿层孔(1)，揭煤后延伸钻孔0.2m。在孔口固定法兰盘 (4)，将水泥浆输送管(3)伸入到接近穿层孔内部端面处，输送管(3)连接水泥注浆机(5)。 水泥注浆机向穿层孔内注入水泥，随着水泥浆的填充不断抽动输送管(3)避免输送管头埋 入水泥浆(2)中。穿层孔内设一软管(6)管头伸出穿层孔，用于导出水泥浆中空气和水。(2)水泥浆凝固24小时后，拆除法兰盘。用较穿层孔直径小的钻杆(7)进行扫孔， 揭煤后延伸钻孔2m-3m，完成检测孔的施工。实施例2 如图3所示，本发明封堵检测孔测压的方法是将护管(13)通过螺纹连 接在胶囊(12)侧面接头上，通过护管(13)将胶囊封孔系统推入孔中，当护管(13)外端接 近孔口时螺接护管(14)，以同样方式连接若干护管，将胶囊封孔系统推入检测孔内。使胶囊 (9)中部位于水泥钻孔与煤层延伸孔分界处，胶囊(12)位于水泥钻孔中。胶囊(9)端部装 有测压管头(8)，从测压管头(8)引出一测压管道(10)与高压气源(17)及测压表(18)连 通。高压管(15)连接储能罐(21)及手压泵(19)，做为高压乳化液注入胶囊的管路，胶囊 (9)与胶囊(12)通过管路(16)连通，使高压管(15)与两胶囊相通。操作手压泵，乳化液进 入储能罐(21)使压力升高，通过管路(15)、(16)注入两胶囊内使其膨胀从而封堵检测孔。 打开高压气源阀门向瓦斯室充入高压空气使其压力高于煤层瓦斯压力。当测压表(18)显 示的压力值减小到一定值保持24小时以上不变时，该值即为煤层瓦斯压力的实际值。
权利要求
一种穿层孔测定煤层瓦斯压力的技术，其特征是该技术主要包括检测孔的施工技术和封堵检测孔测压的方法。
2.根据权利要求1所述的穿层孔测定煤层瓦斯压力的技术，其特征是检测孔的施工步 骤是(1)采用常规钻孔方法打穿层孔(1)，揭煤后延伸钻孔0.2m。在孔口固定法兰盘(4)， 将水泥浆输送管(3)伸入到接近穿层孔内部端面处，输送管(3)连接水泥注浆机(5)。水泥 注浆机向穿层孔内注入水泥，随着水泥浆的填充不断往外抽动输送管(3)避免输送管头埋 入水泥浆(2)中。穿层孔内设一软管(6)，管头伸出穿层孔，用于导出水泥浆中空气和水。(2)水泥浆凝固24小时后，拆除法兰盘(4)。用较穿层孔直径小的钻头(7)进行扫孔， 揭煤后延伸钻孔2m-3m，完成检测孔的施工。
3.根据权利要求1所述的穿层孔测定煤层瓦斯压力的技术，其特征是封堵检测孔测压 的方法是胶囊封孔系统通过护管(13) (14)推入检测孔，胶囊(9)中部位于水泥钻孔与煤 层延伸孔分界处，胶囊(12)位于水泥钻孔中。胶囊(9)、(12)通过螺纹管(16)相通，两胶 囊端部通过管(11)连接。高压软管(15)与储能罐(21)和手动高压泵(19)连通，高压乳化 液通过管路(15)和管路(16)充入两胶囊内部，使胶囊膨胀并封堵检测孔。高压气源(17) 通过管路(10)向瓦斯室(20)补气，当测压表(18)显示的压力值减小到一定值保持24小 时以上不变时，该值即为煤层瓦斯压力的实际值。
4.根据权利要求2所述的穿层孔测定煤层瓦斯压力的技术，其特征是封堵孔口的法兰 盘上留有两个圆形孔，以便水泥浆输送管和导气管伸入孔内。
全文摘要
本发明涉及一种穿层孔测定煤层瓦斯压力技术，解决现有技术中穿层孔孔壁粗糙、钻孔变形、容易发生塌孔等问题，使得检测孔封堵严密，使测定的瓦斯压力值真实可靠。本发明技术采用钻孔-水泥浆封孔-扫孔的方法完成检测孔的施工，保障检测孔在测压期间的稳固性。使用双胶囊封孔系统封堵检测孔，防止瓦斯泄漏。本发明可以应用于煤矿井下利用穿层孔测定煤层瓦斯压力及测定岩层中各种气体压力。
文档编号E21B47/06GK101824999SQ20091011914
公开日2010年9月8日 申请日期2009年3月4日 优先权日2009年3月4日
发明者何磊, 凌标灿 申请人:中矿龙科能源科技(北京)有限公司