[实用新型]基于钻孔气体漏失量的煤层巷旁卸压带宽度测定系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于煤层巷道开挖后沿煤层倾斜方向巷旁卸压带宽度测定技术，尤其是一种基于钻孔气体漏失量的煤层巷旁卸压带宽度测定系统和方法。

背景技术

煤层开采后的采掘空间对邻近煤体一定范围内的瓦斯赋存、运移和应力状态具有良好的卸压效果，由于巷道的开挖地应力和煤层瓦斯压力的平衡状态不断遭到破坏，煤体破裂疏松、透气能力增大、瓦斯得到排放，形成一个具有一定宽度的卸压带。测定煤层巷旁卸压带宽度，对确定巷旁瓦斯抽放钻孔的封孔深度、确定采煤工作面沿倾斜方向实施防突措施的范围、突出煤层巷道的采掘部署、提高采掘工作面瓦斯涌出量预测准确度都具有十分重要的意义。

以往的煤层巷旁卸压带宽度测定方法主要有以下几种：

（1）钻屑法：采用在巷旁施工钻孔，采集钻屑测定钻屑量及钻屑解吸指标等参数，分析并确定巷旁的卸压带宽度，但由于在钻孔深部不能实现“定点取样”，所测数据受诸多影响因素的制约，测定结果具有很大的不确定性。

（2）瓦斯含量法：采用在巷旁施工钻孔，采集钻屑测定煤层瓦斯含量等参数，同样由于不能实现“定点取样”，测定结果具有很大的不确定性。

（3）钻孔瓦斯涌出初速度法：根据钻孔瓦斯涌出初速度特征确定卸压带宽度，在卸压带内煤层透气性大大增加，在应力集中带内煤层透气性降低到原始透气性以下，由于钻孔初期瓦斯涌出量主要来源于钻孔周围的破裂带，因此，当钻孔进入应力集中带时，瓦斯涌出初速度增大，形成与应力分布曲线相似的沿钻孔长度瓦斯涌出初速度分布曲线。但是，钻孔何时进入应力集中带，目前尚无判断指标，因此该方法也有很大的局限性。

（4）瓦斯抽采参数法：根据不同封孔深度的瓦斯抽采钻孔的参数来确定卸压带的宽度，当封孔在卸压带内时，抽采钻孔的由于受贯通裂隙的影响，抽采负压和抽采浓度相对较低，但该方法需要施工多个钻孔，测定过程受其他因素影响较大，测定周期长。

国内外关于“漏失量”方面已经公开的专利文献仅有“零漏失量音速喷嘴法气体流量标准装置（专利号为200820134181.7）”，该装置是用来测定喷嘴气体流量的标准装置；关于“钻孔漏失量”和“钻孔气体漏失量”的专利文献尚未见报道。

在国内外已经广泛应用“钻孔冲洗液漏失量法”测定煤矿开采导致的上覆岩层破坏“三带”的高度，来确定上覆岩导水裂缝带高度等，为矿井的煤柱留设和水灾害的防治提供理论基础。但由于煤层的特殊性，不能采用冲洗液测定煤层巷旁的卸压带宽度，因此，依据煤层的气体渗流理论提出了基于钻孔气体漏失量的煤层巷旁卸压带宽度宽度测定系统和方法。

实用新型内容

本实用新型为了克服现有测定技术的不足，提供一种基于钻孔气体漏失量的煤层巷旁卸压带宽度宽度测定系统和方法，通过测定单位长度的气体渗流室在钻孔不同深度的气体漏失量，可以确定煤层巷道开挖后巷旁卸压带的宽度，为确定巷旁瓦斯抽放钻孔的封孔深度、确定采煤工作面沿倾斜方向实施防突措施的范围、突出煤层巷道的采掘部署、提高采掘工作面瓦斯涌出量预测准确度提供测定技术和方法。

    为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种基于钻孔气体漏失量的煤层巷旁卸压带宽度测定系统，其特征在于：包括渗流气体管路、连接杆和设置在连接杆上的封孔胶囊，渗流气体管路一端连接高压气源并且渗流气体管路上设有双功能流量计，所述封孔胶囊连接有流体充入机构。

所述流体充入机构包括注水管路和注水管路上依次设置的液压泵、溢流阀及压力表。 

本实用新型所述的基于钻孔气体漏失量的煤层巷旁卸压带宽度测定系统，具有以下有益效果：本实用新型的测定系统不用采集钻孔钻屑，不用采用其他测试方法确定应力集中带的位置、不用施工多个钻孔，只需在煤层巷旁施工一个钻孔，利用本实用新型的测定系统测定钻孔不同深度的气体漏失量，就能准确确定测点附近的巷旁卸压带宽度。

利用钻孔不同深度气体漏失量测定结果确定巷旁卸压带宽度，是基于煤层的气体渗流理论提出的，即在相同渗流室和相同渗流压力的前提下，由于钻孔不同深度卸压效果的不同，煤层应力、瓦斯压力和煤层裂隙发育都不相同。卸压带范围内由于煤层应力释放、瓦斯压力减小和形成较多的贯通裂隙，钻孔气体漏失量较大，该方法测定方法简单便利，测定过程不受其他因素影响，测定结果真实可靠。

附图说明

图1是本实用新型基于钻孔气体漏失量的煤层巷旁卸压带宽度测定系统的结构示意图；

图2是煤层巷道及钻孔的结构示意图。

具体实施方式

实施例1：