专利名称：煤层气体压力测量方法
技术领域：
本发明涉及一种煤层瓦斯基本参数的测量技术。
技术背景瓦斯压力是标志煤层瓦斯赋存状态的一个重要参数。在研究矿井煤与瓦斯 突出、瓦斯涌出、瓦斯抽放时，它是一个关键性的基础参数。因此为研究煤层 瓦斯的赋存及涌出的规律，有必要进行煤层瓦斯压力的测定。根据煤炭行业标准MT/T638-1996《煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法》的规定，测压钻场 应选在邻近煤层的巷道中，在一般情况下通常选择与煤层水平或者是低于煤层 的巷道作为钻场的布置地点，这样施工出的钻孔均为水平或者是上行钻孔，从 而有效解决了由于煤层内含水因素及施工过程造成钻孔内积水影响测压效果的 问题。然而在地层构造形态和巷道布置不允许施工水平钻孔和上行钻孔的情况 下，有必要采用下行钻孔。传统的下行钻孔的施工工艺是施工等直径钻孔，即 整个钻孔上下均为同一直径的钻头施工，封孔时首先采用密封圆板隔绝测压气 室与填充材料密封空间，但是施工完毕的钻孔由于受周围岩石应力的影响，钻 孔发生不同程度的径向收縮，从而造成密封圆板与钻孔之间不能形成有效的配 合。由于存在密封不严的情况，当钻孔注入液体密封充填材料时，充填材料容 易通过密封间隙漏向测压气室，从而导致钻孔测压失败。 发明内容本发明的目的在于提供一种煤层气体压力测量方法。该方法解决了传统下 行孔测量煤层瓦斯压力存在的封孔困难、钻孔密封不严等问题。本发明为实现上述目的采用的技术方案是煤层气体压力测量方法，包括如下步骤(1) 钻孔选用两种直径不同大小的钻头，大钻头为岩层钻孔，钻到煤层 时换用小钻头，采用小钻头钻到煤层下0.5米，钻孔时保证大小钻头钻进轨迹 同轴。(2) 密封选用直径大于小钻头10毫米的软体橡胶球，橡胶球内同向插 入测压管和出水管，根据煤层厚度确定测压管和出水管伸出橡胶球的长度，将 套有测压管和出水管的橡胶球放入钻孔中，橡胶球到达煤层处时用力捣实，利 用橡胶球的柔性形变使其与钻孔内壁密封接触，然后将水泥砂浆注入钻孔内， 完成封孔。(3) 测压将出水管密封，测压管接压力表即可测出煤层内瓦斯的压力。 上述测压管位于煤层内部分的管壁上开设有通气孔，测压管的端部密封。 本发明的有益效果是采用阶梯孔和软性橡胶球的密封方式，解决了传统下行孔测量煤层瓦斯压力存在的封孔困难、钻孔密封不严等问题，能够准确的测量出煤层内的瓦斯压力。
图1为本发明所述煤层气体压力测量方法的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图1对本发明进行说明煤层气体压力测量方法，包括如下步骤(1)钻孔选用直径为120毫米和90毫米两种钻头，其中120毫米钻头 为岩层钻头，90毫米钻头为煤层钻头。为了避免在钻孔施工过程中钻孔充满积 水，钻孔排渣系统采用风力排渣。钻孔时，首先采用直径120毫米和90毫米组 合钻头向下钻孔，当排出钻屑颜色为黑色时立即停止，此时说明钻孔已穿透上覆岩层1到达测压煤层2顶板，退出120毫米钻头，继续用90毫米钻头钻进， 尽量使两次钻孔的钻进轨迹同轴，使用90毫米钻头穿透煤层，并钻到煤层下0. 5 米，钻孔结束。(2) 密封选用直径为100毫米的软体橡胶球3，橡胶球靠近轴心部分开 设有两个同向的通孔，通孔内设置有测压管4和出水管5，两管与橡胶球紧密配 合。两管伸出橡胶球的长度根据煤层的厚度调节，保证两管都能伸到钻孔底部， 但不能与钻孔底部相接触，以防止出水管下端口堵塞不能起到出水的作用。测 压管位于煤层内部分的管壁上上下每隔10厘米开设有一圈通孔6，测压管的下 端堵塞。将套有测压管和出水管的橡胶球放入钻孔内，橡胶球到达岩层和煤层 的交界处时，用力捣实，利用其柔性变形使之嵌入煤层钻孔中，再将水泥砂浆 注入橡胶球上部的钻孔内，封孔完毕，从而达到良好的密封效果。(3) 测压封孔结束后，将出水管的上端密封，测压管上端接上压力表7 即可测出煤层内瓦斯的压力。如果钻孔内有积水，可打开出水管的上端，从测 压管上端充入高压气体，利用气体的压力作用将钻孔内的积水通过出水管排出， 积水排出后，出水管再密封，测压管安装压力表，即可开始测压。当然，本发明的保护范围并不局限于上述实施例，只要是本领域的普通技 术人员未经过创造性地改进，就应该在本发明的保护范围之内。
权利要求
1、煤层气体压力测量方法，其特征在于包括如下步骤(1)钻孔选用两种直径不同大小的钻头，大钻头为岩层钻孔，钻到煤层时换用小钻头，采用小钻头钻到煤层下0.5米，钻孔时保证大小钻头钻进轨迹同轴。(2)密封选用直径大于小钻头10毫米的软体橡胶球，橡胶球内同向插入测压管和出水管，根据煤层厚度确定测压管和出水管伸出橡胶球的长度，将套有测压管和出水管的橡胶球放入钻孔中，橡胶球到达煤层处时用力捣实，利用橡胶球的柔性形变使其与钻孔内壁密封接触，然后将水泥砂浆注入钻孔内，完成封孔。(3)测压将出水管密封，测压管接压力表即可测出煤层内瓦斯的压力。
2、 根据权利要求1所述的煤层气体压力测量方法，其特征在于所述测压管位于 煤层内部分的管壁上开设有通气孔，测压管的端部密封。
全文摘要
本发明公开一种煤层气体压力测量方法，属于煤矿参数测量技术领域，包括(1)钻阶梯孔、(2)插管密封和(3)测压三个步骤。本发明对传统的煤层瓦斯的测量方法进行了有效地改进，解决了传统下行孔测量煤层瓦斯压力存在的封孔困难、钻孔密封不严等问题，保证了测量的准确度。
文档编号E21B47/06GK101575969SQ20091001621
公开日2009年11月11日 申请日期2009年6月16日 优先权日2009年6月16日
发明者亓玉栋, 吴立荣, 刚 周, 左前明, 睿 张, 张圣柱, 刚 王, 程卫民, 文 聂, 军 谢, 陈连军 申请人:山东科技大学