[发明专利]含水煤岩下行钻孔瓦斯压力观测系统的测定方法

说明书

技术领域

本发明属于矿山瓦斯压力测定技术领域，具体涉及一种含水煤岩瓦斯压力观测系统的测定方法。

背景技术

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，而传统方法不能有效的解决下行钻孔中积水的问题。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提出了一种含水煤岩下行钻孔瓦斯压力观测系统的测定方法，该方法主要解决了传统下行钻孔内积水对瓦斯压力测量的影响；此外，由于该观测系统采用了电子装置，可以自动对瓦斯压力数据进行周期性的记录、存储和传输，减少了人工数据记录的次数。

其技术解决方案包括：

一种含水煤岩下行钻孔瓦斯压力观测系统的测定方法，包括以下步骤：

a、打钻孔，选用常规打孔设备在煤岩巷道中向煤层打下行钻孔，钻孔深至穿过煤层一定距离；

b、准备硬件设备，包括用于将钻孔中水排出的透水装置、用于封闭钻孔的封堵装置和用于测定下行钻孔瓦斯压力的测压装置；

所述透水装置圆柱形空腔、可透水的活塞组、套置有弹簧的立柱、送气管道、输油管道和排水管道，送气管道、输油管道和排水管道均从透水装置内伸出煤岩外，并依次与高压气罐、油压罐和排水电机相连；

所述封堵装置包括由挡板与钻孔形成的一号密封室、二号密封室，所述一号密封室与固化材料输送管道相连，所述固化材料输送管道的另一端与固化材料压力罐连接；所述二号密封室与输液管道相连，所述输液管道的另一端与液体材料压力罐相连；

所述测压装置包括检测管、压力表和电子装置，所述检测管连接压力表与电子装置；

c、安装透水装置，清理钻孔中杂物后，在钻孔内安装透水装置，并选用充填材料将透水装置与钻孔之间的孔隙充填，待固化后，耐压试验进行检测；

d、封闭钻孔，待步骤c检测成功后，首先通过固化材料输送管道将固化充填材料充填至所述两个一号密封室内、固化；然后通过输液管道将液体充填材料充填至二号密封室内、固化；

e、步骤d固化均完成后，采用耐压试验进行二次检测，耐压试验成功，则进入下一步骤f；

f、钻孔排水，通过等压力条件或压力差条件进行排水，将水全部排出；

g、测定瓦斯压力，通过读取所述压力表的数值来显示钻孔内的瓦斯压力值，所述电子装置连接计算机获取监测到的瓦斯压力数据，并对其进行分析。

作为本发明的一个优选方案，步骤f中，等压力条件是通过打开油压罐，将其中的高压油通过输油管道输送至透水装置的活塞空腔内，通过高压油推动活塞移动，将透水装置导通，水通过透水孔流至所述透水装置下部进行排水。

作为本发明的另一个优选方案，步骤f中，压力差条件是首先通过所述送气管道进行泄压，使上下空腔形成压力差，然后利用压力差进行排水。

进一步的，送气管道泄压后，活塞在套置有弹簧的立柱作用下移向一端，当另一端的立柱恰好接触圆柱形空腔内壁时，活塞恰好完全封闭透水孔，使透水装置处于密封状态。

进一步的，步骤f中，还可通过排水电机将水抽出。

进一步的，步骤b中，检测管下部设置有蜂窝状小孔，其底部固设有圆柱形挡板，所述圆柱形挡板以防积累在钻孔中的渗水将检测管堵塞。

本发明提出了一种含水煤岩下行钻孔瓦斯压力观测系统的测定方法，其首先打钻孔，其次准备实验硬件，实验硬件包括透水装置、封堵装置和测压装置；其次，在钻孔内安装透水装置，并选用充填材料将透水装置与钻孔之间的孔隙充填，待固化后，耐压试验进行检测；然后封闭钻孔进行二次耐压检测，将钻孔内的水排出；最后通过相关辅助设备进行瓦斯压力测定。与现有技术相比，该方法通过透水装置与封堵装置的结合，可将下行钻孔中的积水彻底排出，分别是通过等压力条件或压力差条件进行排水，该方法配合相应观测系统使用，能够较好的克服传统下行钻孔中水对瓦斯压力测定的影响，尤其适用于含水煤岩下行钻孔中对瓦斯压力的测定。