一种单钻孔内多煤层瓦斯压力测量装置及方法与流程

本发明属于瓦斯灾害防治领域，具体涉及一种单钻孔内多煤层瓦斯压力测量装置及方法。

背景技术：

煤层瓦斯是煤矿安全生产的主要影响因素之一，是造成煤矿井下事故的主要原因之一。随着开采深度的不断增加，煤与瓦斯突出动力灾害也随之增加，煤层瓦斯压力的测量对于煤与瓦斯动力灾害的预防以及展开相应的灾害防治工作具有重要意义。此外，煤层瓦斯压力的测量也是评价煤层瓦斯储量、瓦斯涌出量、瓦斯流量的重要依据。

目前对煤层瓦斯压力的测量，在一个钻孔中，只能测量一层煤的瓦斯压力，矿井开采多层煤需要打多个钻孔进行测量，打钻孔的成本高昂，导致煤矿预算成本高，打一个钻孔的时间较长，导致瓦斯压力测量周期长，打钻孔的工艺复杂，导致劳动强度大、效率低，造成人力、物力资源的浪费。针对现有技术的局限和不足，本发明提出一种单钻孔内多煤层瓦斯压力测量装置及方法，其优点是：测量成本低，测量周期短，测量效率高，节约人力、物力资源。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种可以解决多煤层矿井测量煤层瓦斯压力操作工艺复杂、费用高、测量周期长，减轻作业劳动强度的单钻孔内多煤层瓦斯压力测量装置及方法。

采用的技术方案：

一种单钻孔内多层煤瓦斯压力测量装置及方法，由测压管、铁丝网罩、测压表、压力表、封孔胶囊、三通、充气管、打气筒和止气阀组成；其中：根据煤层数量在测量钻孔内插入多组测压管，每组测压管测量一个煤层，每组测压管顶端打测压孔并安装铁丝网罩，底端连接测压表，封孔胶囊密闭包裹在测压管外部，封孔胶囊的位置位于各煤层底板下部，封孔胶囊底部连接充气管，充气管延伸至钻孔外，连接止气阀，再接上三通，三通另两端分别连接压力表及打气筒。

本发明的测压管由四分无缝钢管组成，其中四分无缝钢管每段长度2m，外端留有丝扣，可根据煤层与孔口间的距离联结。

本发明的充气管由无缝铜管组成，其中无缝铜管外径为9mm，内径为6mm，壁厚1.5mm，每段长2m，外端留有丝扣，可根据封孔胶囊与孔口间的距离联结。

一种单钻孔内多层煤瓦斯压力测量装置及方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：用钻孔机向煤层内打钻孔，钻孔穿过要测量的每个煤层；

步骤二：冲洗钻孔，将钻孔内的煤渣、岩渣冲洗干净；

步骤三：根据打钻孔时流出的钻屑的情况，确定煤层厚度、煤层间距以及煤层距孔口间距离的具体数据，根据煤层层数、煤层到孔口间距离将测量装置连接延伸至孔口外，并将其组装完毕；

步骤四：用打气筒分别向封孔胶囊内打气，直至压力表读数达到封孔胶囊的封孔压力，停止打气，打开止气阀，此时封孔完毕；

步骤五：待测压表读数稳定，不再发生变化时，读取测压表数据并记录，此时的数据可计算准确的煤层瓦斯压力；

步骤六：测定完毕，关闭止气阀，将封孔胶囊放气，整理回收设备，等待下次使用。

本发明的有益效果是：

测量工艺简单，测量成本低廉，节省测量时间，减轻劳动作业强度，可重复利用。

附图说明

图1是一种单钻孔内多煤层瓦斯压力测量装置的结构示意图；

图2是一种单钻孔内多煤层瓦斯压力测量装置的a-a剖面图；

图中，1—测压管；2—铁丝网罩；3—测压表；4—压力表；5—封孔胶囊；6—三通；7—充气管；8—打气筒；9—测压孔；10—止气阀；11—煤层；12—钻孔。

具体实施方式

以下结合附图及测量2层煤实施例对本发明进行详细的说明：

一种单钻孔内多煤层瓦斯压力测量装置及方法，由测压管1、铁丝网罩2、测压表3、压力表4、封孔胶囊5、三通6、充气管7、打气筒8和止气阀10组成，测压管1顶端打测压孔9并连接铁丝网罩2，底端连接测压表3，封孔胶囊5密闭包裹在测压管1外部，封孔胶囊5连接充气管7，充气管7底端连接止气阀10再连接三通6，三通6另两端连接压力表4和打气筒8。

本实施例所述的瓦斯压力测量的方法如下步骤进行：

步骤一：用钻孔机向煤层11内打直径为95mm的钻孔12，钻孔12穿过要测量的两个煤层11；

步骤二：冲洗钻孔12，将钻孔12内煤渣、岩渣冲洗干净；

步骤三：根据打钻孔12时流出的钻屑的情况，确定煤层11厚度、煤层11间距以及煤层11距孔口间距离的具体数据，根据第一层及第二层煤与孔口间的距离确定两组测压管1的长度，测压管1连接铁丝网罩2的顶端插入煤层底板0.5m，第一个封孔胶囊5密闭包裹在较长测压管1上，位置在距离孔口较远煤层底板的下部并连接充气管7，第二个封孔胶囊密闭5包裹在两组测压管1及第一个封孔胶囊5的充气管7上，位置在距离孔口较近煤层底板的下部并连接充气管7，将两组测压管1、充气管7连接延伸至孔口外，并将测量装置组装完毕；

步骤四：用打气筒8分别向两个封孔胶囊5内打气，直至压力表4读数为封孔压力值，停止打气，打开止气阀10，此时封孔完毕；

步骤五：待两个测压表3读数稳定，不再发生变化时，读取测压表3数据并记录，此时的数据可计算准确的煤层瓦斯压力；

步骤六：测定完毕，关闭止气阀10，将封孔胶囊5放气，整理回收设备，等待下次使用。

技术特征：

技术总结
本发明为一种单钻孔内多层煤瓦斯压力测量装置及方法，由测压管、铁丝网罩、测压表、压力表、封孔胶囊、三通、充气管、打气筒及止气阀构成；用钻机向要测量煤层打钻孔，根据要测量煤层的层数，确定测压管的组数，根据钻屑的成分，确定煤层与煤层及煤层与孔口间的距离，确定每组测压管的长度及封孔胶囊安置的位置，将测压管密封在封孔胶囊中，将测压装置组装完毕，冲洗钻孔后，将组装后的测压装置插入钻孔中，经过封孔胶囊封孔，待测压表读数稳定，通过测压表直接读取各煤层的瓦斯压力值，从而实现在一个钻孔内测量多个煤层的瓦斯压力。解决了传统测量工艺一个钻孔只能测量一层煤的问题，操作简单，成本低廉，具有较强的实用性。

技术研发人员：解北京;董春阳;严正
受保护的技术使用者：中国矿业大学（北京）
技术研发日：2018.09.21
技术公布日：2018.11.16