專利名稱：煤層氣體壓力測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煤層瓦斯基本參數(shù)的測(cè)量技術(shù)。
技術(shù)背景瓦斯壓力是標(biāo)志煤層瓦斯賦存狀態(tài)的一個(gè)重要參數(shù)。在研究礦井煤與瓦斯 突出、瓦斯涌出、瓦斯抽放時(shí)，它是一個(gè)關(guān)鍵性的基礎(chǔ)參數(shù)。因此為研究煤層 瓦斯的賦存及涌出的規(guī)律，有必要進(jìn)行煤層瓦斯壓力的測(cè)定。根據(jù)煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MT/T638-1996《煤礦井下煤層瓦斯壓力的直接測(cè)定方法》的規(guī)定，測(cè)壓鉆場(chǎng) 應(yīng)選在鄰近煤層的巷道中，在一般情況下通常選擇與煤層水平或者是低于煤層 的巷道作為鉆場(chǎng)的布置地點(diǎn)，這樣施工出的鉆孔均為水平或者是上行鉆孔，從 而有效解決了由于煤層內(nèi)含水因素及施工過程造成鉆孔內(nèi)積水影響測(cè)壓效果的 問題。然而在地層構(gòu)造形態(tài)和巷道布置不允許施工水平鉆孔和上行鉆孔的情況 下，有必要采用下行鉆孔。傳統(tǒng)的下行鉆孔的施工工藝是施工等直徑鉆孔，即 整個(gè)鉆孔上下均為同一直徑的鉆頭施工，封孔時(shí)首先采用密封圓板隔絕測(cè)壓氣 室與填充材料密封空間，但是施工完畢的鉆孔由于受周圍巖石應(yīng)力的影響，鉆 孔發(fā)生不同程度的徑向收縮，從而造成密封圓板與鉆孔之間不能形成有效的配 合。由于存在密封不嚴(yán)的情況，當(dāng)鉆孔注入液體密封充填材料時(shí)，充填材料容 易通過密封間隙漏向測(cè)壓氣室，從而導(dǎo)致鉆孔測(cè)壓失敗。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種煤層氣體壓力測(cè)量方法。該方法解決了傳統(tǒng)下 行孔測(cè)量煤層瓦斯壓力存在的封孔困難、鉆孔密封不嚴(yán)等問題。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的采用的技術(shù)方案是煤層氣體壓力測(cè)量方法，包括如下步驟(1) 鉆孔選用兩種直徑不同大小的鉆頭，大鉆頭為巖層鉆孔，鉆到煤層 時(shí)換用小鉆頭，采用小鉆頭鉆到煤層下0.5米，鉆孔時(shí)保證大小鉆頭鉆進(jìn)軌跡 同軸。(2) 密封選用直徑大于小鉆頭10毫米的軟體橡膠球，橡膠球內(nèi)同向插 入測(cè)壓管和出水管，根據(jù)煤層厚度確定測(cè)壓管和出水管伸出橡膠球的長(zhǎng)度，將 套有測(cè)壓管和出水管的橡膠球放入鉆孔中，橡膠球到達(dá)煤層處時(shí)用力搗實(shí)，利 用橡膠球的柔性形變使其與鉆孔內(nèi)壁密封接觸，然后將水泥砂漿注入鉆孔內(nèi)， 完成封孔。(3) 測(cè)壓將出水管密封，測(cè)壓管接壓力表即可測(cè)出煤層內(nèi)瓦斯的壓力。 上述測(cè)壓管位于煤層內(nèi)部分的管壁上開設(shè)有通氣孔，測(cè)壓管的端部密封。 本發(fā)明的有益效果是采用階梯孔和軟性橡膠球的密封方式，解決了傳統(tǒng)下行孔測(cè)量煤層瓦斯壓力存在的封孔困難、鉆孔密封不嚴(yán)等問題，能夠準(zhǔn)確的測(cè)量出煤層內(nèi)的瓦斯壓力。
圖1為本發(fā)明所述煤層氣體壓力測(cè)量方法的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖1對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明煤層氣體壓力測(cè)量方法，包括如下步驟(1)鉆孔選用直徑為120毫米和90毫米兩種鉆頭，其中120毫米鉆頭 為巖層鉆頭，90毫米鉆頭為煤層鉆頭。為了避免在鉆孔施工過程中鉆孔充滿積 水，鉆孔排渣系統(tǒng)采用風(fēng)力排渣。鉆孔時(shí)，首先采用直徑120毫米和90毫米組 合鉆頭向下鉆孔，當(dāng)排出鉆屑顏色為黑色時(shí)立即停止，此時(shí)說(shuō)明鉆孔已穿透上覆巖層1到達(dá)測(cè)壓煤層2頂板，退出120毫米鉆頭，繼續(xù)用90毫米鉆頭鉆進(jìn)， 盡量使兩次鉆孔的鉆進(jìn)軌跡同軸，使用90毫米鉆頭穿透煤層，并鉆到煤層下0. 5 米，鉆孔結(jié)束。(2) 密封選用直徑為100毫米的軟體橡膠球3，橡膠球靠近軸心部分開 設(shè)有兩個(gè)同向的通孔，通孔內(nèi)設(shè)置有測(cè)壓管4和出水管5，兩管與橡膠球緊密配 合。兩管伸出橡膠球的長(zhǎng)度根據(jù)煤層的厚度調(diào)節(jié)，保證兩管都能伸到鉆孔底部， 但不能與鉆孔底部相接觸，以防止出水管下端口堵塞不能起到出水的作用。測(cè) 壓管位于煤層內(nèi)部分的管壁上上下每隔10厘米開設(shè)有一圈通孔6，測(cè)壓管的下 端堵塞。將套有測(cè)壓管和出水管的橡膠球放入鉆孔內(nèi)，橡膠球到達(dá)巖層和煤層 的交界處時(shí)，用力搗實(shí)，利用其柔性變形使之嵌入煤層鉆孔中，再將水泥砂漿 注入橡膠球上部的鉆孔內(nèi)，封孔完畢，從而達(dá)到良好的密封效果。(3) 測(cè)壓封孔結(jié)束后，將出水管的上端密封，測(cè)壓管上端接上壓力表7 即可測(cè)出煤層內(nèi)瓦斯的壓力。如果鉆孔內(nèi)有積水，可打開出水管的上端，從測(cè) 壓管上端充入高壓氣體，利用氣體的壓力作用將鉆孔內(nèi)的積水通過出水管排出， 積水排出后，出水管再密封，測(cè)壓管安裝壓力表，即可開始測(cè)壓。當(dāng)然，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于上述實(shí)施例，只要是本領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員未經(jīng)過創(chuàng)造性地改進(jìn)，就應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、煤層氣體壓力測(cè)量方法，其特征在于包括如下步驟(1)鉆孔選用兩種直徑不同大小的鉆頭，大鉆頭為巖層鉆孔，鉆到煤層時(shí)換用小鉆頭，采用小鉆頭鉆到煤層下0.5米，鉆孔時(shí)保證大小鉆頭鉆進(jìn)軌跡同軸。(2)密封選用直徑大于小鉆頭10毫米的軟體橡膠球，橡膠球內(nèi)同向插入測(cè)壓管和出水管，根據(jù)煤層厚度確定測(cè)壓管和出水管伸出橡膠球的長(zhǎng)度，將套有測(cè)壓管和出水管的橡膠球放入鉆孔中，橡膠球到達(dá)煤層處時(shí)用力搗實(shí)，利用橡膠球的柔性形變使其與鉆孔內(nèi)壁密封接觸，然后將水泥砂漿注入鉆孔內(nèi)，完成封孔。(3)測(cè)壓將出水管密封，測(cè)壓管接壓力表即可測(cè)出煤層內(nèi)瓦斯的壓力。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤層氣體壓力測(cè)量方法，其特征在于所述測(cè)壓管位于 煤層內(nèi)部分的管壁上開設(shè)有通氣孔，測(cè)壓管的端部密封。
全文摘要
本發(fā)明公開一種煤層氣體壓力測(cè)量方法，屬于煤礦參數(shù)測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，包括(1)鉆階梯孔、(2)插管密封和(3)測(cè)壓三個(gè)步驟。本發(fā)明對(duì)傳統(tǒng)的煤層瓦斯的測(cè)量方法進(jìn)行了有效地改進(jìn)，解決了傳統(tǒng)下行孔測(cè)量煤層瓦斯壓力存在的封孔困難、鉆孔密封不嚴(yán)等問題，保證了測(cè)量的準(zhǔn)確度。
文檔編號(hào)E21B47/06GK101575969SQ20091001621
公開日2009年11月11日 申請(qǐng)日期2009年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月16日
發(fā)明者亓玉棟, 吳立榮, 剛 周, 左前明, 睿 張, 張圣柱, 剛 王, 程衛(wèi)民, 文 聶, 軍 謝, 陳連軍 申請(qǐng)人:山東科技大學(xué)