专利名称：胶圈压力泡沫封孔测定煤层瓦斯压力装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于矿井安全装置，是一种直接在煤层中测定瓦斯压力的工具。
矿井瓦斯事故是煤矿中最严重的自然灾害之一，煤层瓦斯压力是瓦斯从煤层中涌出的动力，也是危险程度的标志，准确测定煤层瓦斯压力具有重要的意义。
过去国内外对煤层瓦斯压力的测定都是从岩石巷道向煤层打钻孔，并用水泥或树脂等固体材料封孔，通过从钻孔中引出的测压管，直接用压力表测量瓦斯压力。由于固体材料不能封闭微裂隙，因而测得的压力值往往偏低。1981年以后，中国矿业大学周世宁发明的胶圈、压力粘液封孔测定煤层瓦斯压力装置能在岩石钻孔中准确地测出瓦斯压力，但这一装置不能用于在煤层钻孔中封孔测压。这是由于煤层裂隙发达，粘液容易漏失不能很好地密封钻孔所致。
本实用新型提供了一种改进的测压装置，它采用固液气三相泡沫作为封孔材料，能够有效地密封煤层裂隙。它不仅可用于密封处于原始应力状态下的煤层钻孔，也可以密封煤层巷道工作面煤壁附近3～5米，位于裂隙带中的煤层钻孔，测出瓦斯压力值。
本实用新型的目的是通过下述技术方案实现的。
首先向煤层打钻孔，钻孔的孔径一般为55～60毫米，深度依要求而定。钻孔完毕后向钻孔中放入测压装置，压缩在钻孔中的两组胶圈，使胶圈膨胀密封钻孔。胶圈的形状可以是圆柱形的，也可以是唇形的。再向两组胶圈之间的钻孔空间注入具有压力的泡沫液，并在整个测压过程中保持泡沫压力大于瓦斯压力0.2～0.3MPa，因而防止了瓦斯的泄漏，使测得的瓦斯压力准确可靠。
在煤层钻孔中存在大裂隙时，泡沫液在向外流动的过程中不断膨胀形成气塞，泡沫液中含有的固体粉末不断粘附在裂隙通道的壁面上，减少了渗漏的面积，产生了很大的阻力，使三相泡沫液的压力能够保持，保证了测定瓦斯压力的准确性。实践表明，本实用新型工作可靠，不仅可用于封闭煤层钻孔，也可以封闭岩石钻孔，准确地测得瓦斯压力值，是一种新型的瓦斯压力测定装置。
图1是本实用新型的密封原理图；图2是本实用新型的装置系统图；图3是本实用新型泡沫发生罐的剖视图。
如图1和图2所示，本实用新型是由高压气瓶(1)、泡沫发生罐(2)、加压手把(10)、平面轴承(11)、前端具有螺纹的内钢管(9)、外钢管(12)、前胶圈组(14)、多孔支撑管(15)、后胶圈组(17)、压力表(6)(22)、高压软管(4)(8)(13)和阀门(5)(7)(23)等部件组成。
在测定煤层瓦斯压力时，先在煤层打钻孔，钻孔完毕后，向钻孔(18)中放入本实用新型测压装置。在钻孔底留出长约300毫米的测压空间作为瓦斯室(19)。旋转加压手把(10)，通过平面轴承(11)使内钢管(9)受到拉力，外钢管(12)受到推力，使内外钢管产生相向移动。此时前胶圈组(14)和后胶圈组(17)被压缩变形膨胀封闭煤层钻孔。打开高压气瓶的阀门使高压的空气或二氧化碳通过调压阀(3)经高压软管(4)进入泡沫发生罐(2)。高压气体从具有微孔的管子(21)流出，在发泡液(20)中形成三相泡沫(16)经阀门(7)和软管(8)进入内钢管(9)尾部的圆孔，三相泡沫(16)经过这些圆孔和多孔支撑管(15)上的圆孔进入封孔泡沫段的钻孔空间，实现了对钻孔的密封。在整个测压过程中保持泡沫发生罐的压力表(6)的压力略高于瓦斯压力。
处于瓦斯室(19)中的瓦斯通过高压软管(13)，被引入到瓦斯压力表(22)，从而测得瓦斯压力值。在测压工作完毕后，打开阀门(23)，排出瓦斯，关闭泡沫液阀门(7)和高压气瓶，打开泡沫发生罐排气阀(5)放出残余气体和发泡液(20)，取出测压装置，结束测压工作。
发泡液一般采用十二烷基硫酸钠为发泡剂，也可以采用洗衣粉等其他发泡剂。加入适当的增粘剂和水，并混有少量的固体粉末，固体粉末一般为轻质材料，粒度不大于2毫米。当高压气体从具有微孔的管子(21)流出后，形成若干直径小于2毫米的细小泡沫。当小泡沫从裂隙泄漏时，气体压力使泡沫变大，且将泡沫表面粘附的固体粉末粘附在裂隙通路的表面上，从而提高了密封的效果。
本实用新型由于采用了固液气三相压力泡沫作为密封液，较现有的胶圈、压力粘液封孔测定煤层瓦斯压力装置具有更广泛的实用范围。
权利要求1.胶圈、压力泡沫封孔测定煤层瓦斯压力装置是一个由胶圈封孔系统和压力泡沫密封系统相结合的封孔测定煤层瓦斯压力装置；其特征在于使用固液气三相泡沫为主要密封材料，将具有压力的三相泡沫充满两组封孔胶圈之间，在裂隙发达的煤层钻孔中，能防止瓦斯的泄漏，准确地测出瓦斯压力值。
2.根据权利要求1所说的测定煤层瓦斯压力装置，其密封胶圈组可以用圆柱形胶圈，也可以用唇形胶圈组成。
3.根据权利要求1所说的测定煤层瓦斯压力装置，其泡沫发生罐(2)中的发泡剂可以用十二烷基硫酸钠，也可以用洗衣粉等其他发泡剂，发泡液中所含轻质固体粉末的粒度不大于2毫米。
专利摘要本实用新型是一种可以用于在煤层裂隙带中直接测定煤层瓦斯压力的装置，其特点在于使用固液气三相泡沫作为封孔材料，在煤层钻孔中将具有压力的三相泡沫注入两组密封胶圈之间，因泡沫液能充满钻孔空间，自动堵塞裂隙，且泡沫压力略高于瓦斯压力，因而能快速而准确地测得煤层瓦斯压力值。
文档编号G01L19/00GK2108918SQ9123195
公开日1992年7月1日 申请日期1991年12月13日 优先权日1991年12月13日
发明者林柏泉, 周世宁, 张仁贵 申请人:周世宁