含水煤层自动排水型瓦斯压力测定装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于煤矿安全生产技术领域，尤其涉及一种含水煤层自动排水型瓦斯压力测定装置。
【背景技术】
[0002]煤与瓦斯突出是制约煤矿安全生产的重要灾害之一。该灾害不仅破坏煤矿生产设备，而且造成人员的大量伤亡。尤其是随着煤矿开采深度的增加，潜在的煤与瓦斯突出强度和频度逐渐增加。因此，加强煤与瓦斯突出预测与防治变的极其重要。煤与瓦斯突出预测主要是通过参数测试，根据参数特征对其危险性进行评价，测试参数有很多，其中瓦斯压力参数是其重要参数之一。提高瓦斯压力测试的准确性，对于准确进行突出危险性预测极其重要。
[0003]由于煤层中气水共存，水的存在影响了煤层瓦斯压力测试的准确性。因此，必须对煤层中气水进行分离，并将水排出，然后进行瓦斯压力的测试，降低水的存在对瓦斯压力测试造成的影响。以往学者进行了诸多研究，研究出了气水分离装置、自动排水装置等。但是，在这些设备中水的排出大多是在高压气的驱动作用下排出，易造成气体的逸散和压力表读数的大幅波动，造成测试存在误差、不够准确的问题依然存在。因此本实用新型引入了压力平衡系统，可以有效缓解上述问题，这对大大提高瓦斯参数测试准确性，提高煤矿生产的安全性具有重要意义。
【发明内容】
[0004]本实用新型针对含水煤层瓦斯压力测试不准确的问题，提出了一种含水煤层自动排水型瓦斯压力测定装置。通过该装置可以实现含水煤层中气、水的分离、水的自动排出，并进行瓦斯压力的测试，减少煤层水对瓦斯压力测试的影响。这对提高瓦斯参数测试的准确性，减少瓦斯事故的发生具有重要意义。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:含水煤层自动排水型瓦斯压力测定装置，包括封孔系统、自动排水系统、压力平衡系统、气水分离系统、压力测试系统。其中自动排水系统与压力平衡系统主要是通过平衡连接体进行连接、控制。
[0006]所述压力平衡系统包括连接气水分离箱3和平衡箱5的平衡连接体8，以及固定在连接体8上的自动阀门。
[0007]所述平衡连接体8为一钢制空心圆管结构，通过焊接联通气水分离箱3和平衡箱5，并在其上部固定有1#自动阀门17。
[0008]所述自动排水系统包括位于气水分离箱3底部的封堵球4和与其底部连接的平衡箱5。
[0009]所述气水分离箱3为一顶部密封、底部开口、上部呈圆柱形、下部呈圆锥形的钢制结构，并且在其圆锥形区域铺垫橡胶垫，增加封堵球4与气水分离箱3之间的密封性。
[0010]采用上述技术方案，压力平衡系统主要起到平衡气水分离箱3、平衡箱5内部压力的作用。其中该系统中1#自动阀门17可以根据气水分离箱3内部液面的变化，实现阀门的自动开启与关闭。
[0011 ]自动排水系统主要是根据气水分离箱3中液面变化，及时对I#自动阀门17和2#自动阀门18进行自动控制。在初始时2#自动阀门18处于开启状态、I#自动阀门17处于关闭状态，在压差作用，封堵球4被压在气水分离箱3的下部，阻止了水的流出。随着液面的上升，当上升到第一传感器6时，其将信号通过电缆19传输到自动阀门，此时自动关闭2#自动阀门18、打开1#自动阀门17，在平衡连接体8的作用下，实现压力平衡，此时封堵球4在浮力作用下上浮，水由气水分离箱3流入平衡箱5，当液面降至第二传感器7，自动关闭1#自动阀门17，打开2#自动阀门18，将水排出。随着水的流出，封堵球上部和下部在压差的作用下又固定在了气水分离箱3的底部。
[0012]气水分离系统主要是对测压孔中的的气水进行分离。主要是在气水分离箱3上部固定了气水分离系统2，该系统是有多层窗纱叠加而成。
[0013]封孔系统主要是将泥浆通过注浆栗12加压以后，通过注浆管14注入到钻孔内部，进行封孔。
[0014]测试系统主要是对气体压力进行测试，在气水分离箱3的顶部安装有气压表I，对管路中的压力进行测试。
[0015]本实用新型可以实现含水煤层中气水的分离和水的自动排出，并进行瓦斯压力的测试，减少煤层水对瓦斯压力测试的影响，提高瓦斯压力测试的准确性，具有以下优点:
[0016](I)在该装置中设计了自动排水系统和压力平衡系统，可以在保证系统密闭性的基础上，实现煤层水的自动排出，有效降低了煤层水对瓦斯压力测试的影响；
[0017](2)自动排水系统的合理设计，实现了煤层水的自动排出，操作方便、简单、额外投入少、效果好。
【附图说明】
[0018]图1含水煤层自动排水型瓦斯压力测定装置。
[0019]附图标记说明:1:气压表;2:气水分离系统;3:气水分离箱;4:封堵球;5:平衡箱；6:第一传感器;7:第二传感器;8:平衡连接体;9:水压表；10:流量计；11:阀门；12:注浆栗；13:泥浆池;14:注浆管；15:测压管；16:钻孔;17: 1#自动阀门；18: 2#自动阀门；19:电缆。
【具体实施方式】
[0020]如图1所示，本实用新型含水煤层自动排水型瓦斯压力测定装置，包括封孔系统、自动排水系统、压力平衡系统、气水分离系统、压力测试系统。其中自动排水系统与压力平衡系统主要是通过平衡连接体进行连接、控制。
[0021]压力平衡系统包括连接气水分离箱3和平衡箱5的平衡连接体8，以及固定在连接体8上的自动阀门。
[0022]平衡连接体8为一钢制空心圆管结构，通过焊接联通气水分离箱3和平衡箱5，并在其上部固定有1#自动阀门17。
[0023]自动排水系统包括位于气水分离箱3底部的封堵球4和与其底部连接的平衡箱5。
[0024]气水分离箱3为一顶部密封、底部开口、上部呈圆柱形、下部呈圆锥形的钢制结构，并且在其圆锥形区域铺垫橡胶垫，增加封堵球4与气水分离箱3之间的密封性。
[0025]压力平衡系统主要起到平衡气水分离箱3、平衡箱5内部压力的作用。其中该系统中1#自动阀门17可以根据气水分离箱3内部液面的变化，实现阀门的自动开启与关闭。
[0026]自动排水系统主要是根据气水分离箱3中液面变化，及时对1#自动阀门17和2#自动阀门18进行自动控制。在初始时2#自动阀门18处于开启状态、I#自动阀门17处于关闭状态，在压差作用，封堵球4被压在气水分离箱3的下部，阻止了水的流出。随着液面的上升，当上升到第一传感器6时，将信号通过电缆19传输到自动阀门，此时关闭2#自动阀门18、打开1#自动阀门17，在平衡连接体8的作用下，实现压力平衡，此时封堵球4在浮力作用下上浮，水由气水分离箱3流入平衡箱5，当液面降至第二传感器7处时，自动关闭1#自动阀门17，打开2#自动阀门18，将水排出。随着水的流出，封堵球上部和下部在压差的作用下又固定在了气水分离箱3的底部。
[0027]气水分离系统主要是对测压孔中的的气水进行分离。主要是在气水分离箱3上部固定了气水分离系统2，该系统是有多层塑料材质窗纱叠加而成。
[0028]封孔系统主要是将泥浆通过注浆栗12加压以后，通过注浆管14注入到钻孔内部，进行封孔，为了实现对压力、流量的监测，在管路上安装了水压表9、流量计10以及阀门11。
[0029]测试系统主要是对气体压力进行测试，在气水分离箱3的顶部安装有气压表I，对管路中的压力进行测试。
[0030]本实用新型的具体操作步骤为:
[0031]本装置可以适用于多种上行孔的气体压力测定，在此仅以上行孔瓦斯压力测定为例进行论述。
[0032](I)采用钻机，进行测压孔的钻进。
[0033](2)将测压管15、注浆管14放入钻孔内部，并对其他配套设备进行固定、检查，做好封孔准备。
[0034](3)启动注浆栗12进行水泥浆液的注入，完成封孔。
[0035](4)固定好气体压力测试系统及其辅助系统，准备进行测试。
[0036](5)先启动自动排水系统，然后启动气体测压系统，进行测试。
[0037](6)测试结束，对设备进行收集、整理。
[0038]据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。
【主权项】
1.含水煤层自动排水型瓦斯压力测定装置，包括封孔系统、自动排水系统、压力平衡系统、气水分离系统、压力测试系统;其中自动排水系统与压力平衡系统主要是通过平衡连接体进行连接、控制。2.根据权利要求1所述的含水煤层自动排水型瓦斯压力测定装置，其特征在于，所述压力平衡系统包括连接气水分离箱(3)和平衡箱(5)的平衡连接体(8)，以及固定在连接体(8)上的自动阀门。3.根据权利要求2所述的含水煤层自动排水型瓦斯压力测定装置，其特征在于，所述平衡连接体(8)为一钢制空心圆管结构，通过焊接联通气水分离箱(3)和平衡箱(5)，并在其上部固定有1#自动阀门(17)。4.根据权利要求1所述的含水煤层自动排水型瓦斯压力测定装置，其特征在于，所述自动排水系统包括位于气水分离箱(3)底部的封堵球(4)和与其底部连接的平衡箱(5)。5.根据权利要求4所述的含水煤层自动排水型瓦斯压力测定装置，其特征在于，所述气水分离箱(3)为一顶部密封、底部开口、上部呈圆柱形、下部呈圆锥形的钢制结构，并且在其圆锥形区域铺垫橡胶垫。
【专利摘要】本实用新型公开了一种含水煤层自动排水型瓦斯压力测定装置，包括封孔系统、自动排水系统、压力平衡系统、气水分离系统、压力测试系统。其中自动排水系统与压力平衡系统主要是通过平衡连接体进行连接、控制。本装置可以实现含水煤层中气水的分离、水的自动排出，并进行瓦斯压力的测试，减少煤层水对瓦斯压力测试的影响。这对提高瓦斯压力测试的准确性，减少瓦斯事故的发生具有重要意义。同时，该装置测试原理简单、操作方便、附加成本低，具有较好的应用前景。
【IPC分类】E21B47/06, E21B43/34, E21F16/00
【公开号】CN205370556
【申请号】CN201620077814
【发明人】贾炳, 杜志刚, 杨艳辉
【申请人】河南理工大学
【公开日】2016年7月6日
【申请日】2016年1月22日