專利名稱：煤層氣體壓力測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煤層瓦斯基本參數(shù)的測量技術(shù)。
技術(shù)背景瓦斯壓力是標志煤層瓦斯賦存狀態(tài)的一個重要參數(shù)。在研究礦井煤與瓦斯 突出、瓦斯涌出、瓦斯抽放時，它是一個關(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，有必要進行煤層瓦斯壓力的測定。根據(jù)煤炭行業(yè)標準MT/T638-1996《煤礦井下煤層瓦斯壓力的直接測定方法》的規(guī)定，測壓鉆場 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 的巷道作為鉆場的布置地點，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 整個鉆孔上下均為同一直徑的鉆頭施工，封孔時首先采用密封圓板隔絕測壓氣 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。由于存在密封不嚴的情況，當鉆孔注入液體密封充填材料時，充填材料容 易通過密封間隙漏向測壓氣室，從而導致鉆孔測壓失敗。 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量方法。該方法解決了傳統(tǒng)下 行孔測量煤層瓦斯壓力存在的封孔困難、鉆孔密封不嚴等問題。本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的采用的技術(shù)方案是煤層氣體壓力測量方法，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 時換用小鉆頭，采用小鉆頭鉆到煤層下0.5米，鉆孔時保證大小鉆頭鉆進軌跡 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 入測壓管和出水管，根據(jù)煤層厚度確定測壓管和出水管伸出橡膠球的長度，將 套有測壓管和出水管的橡膠球放入鉆孔中，橡膠球到達煤層處時用力搗實，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) 測壓將出水管密封，測壓管接壓力表即可測出煤層內(nèi)瓦斯的壓力。 上述測壓管位于煤層內(nèi)部分的管壁上開設(shè)有通氣孔，測壓管的端部密封。 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)下行孔測量煤層瓦斯壓力存在的封孔困難、鉆孔密封不嚴等問題，能夠準確的測量出煤層內(nèi)的瓦斯壓力。


圖1為本發(fā)明所述煤層氣體壓力測量方法的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖1對本發(fā)明進行說明煤層氣體壓力測量方法，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)采用風力排渣。鉆孔時，首先采用直徑120毫米和90毫米組 合鉆頭向下鉆孔，當排出鉆屑顏色為黑色時立即停止，此時說明鉆孔已穿透上覆巖層1到達測壓煤層2頂板，退出120毫米鉆頭，繼續(xù)用90毫米鉆頭鉆進， 盡量使兩次鉆孔的鉆進軌跡同軸，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)有兩個同向的通孔，通孔內(nèi)設(shè)置有測壓管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 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，測壓管的下 端堵塞。將套有測壓管和出水管的橡膠球放入鉆孔內(nèi)，橡膠球到達巖層和煤層 的交界處時，用力搗實，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，從而達到良好的密封效果。(3) 測壓封孔結(jié)束后，將出水管的上端密封，測壓管上端接上壓力表7 即可測出煤層內(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 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，測壓管安裝壓力表，即可開始測壓。當然，本發(fā)明的保護范圍并不局限于上述實施例，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，就應(yīng)該在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、煤層氣體壓力測量方法，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，鉆到煤層時換用小鉆頭，采用小鉆頭鉆到煤層下0.5米，鉆孔時保證大小鉆頭鉆進軌跡同軸。(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)同向插入測壓管和出水管，根據(jù)煤層厚度確定測壓管和出水管伸出橡膠球的長度，將套有測壓管和出水管的橡膠球放入鉆孔中，橡膠球到達煤層處時用力搗實，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)測壓將出水管密封，測壓管接壓力表即可測出煤層內(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量方法，其特征在于所述測壓管位于 煤層內(nèi)部分的管壁上開設(shè)有通氣孔，測壓管的端部密封。
全文摘要
本發(fā)明公開一種煤層氣體壓力測量方法，屬于煤礦參數(shù)測量技術(shù)領(lǐng)域，包括(1)鉆階梯孔、(2)插管密封和(3)測壓三個步驟。本發(fā)明對傳統(tǒng)的煤層瓦斯的測量方法進行了有效地改進，解決了傳統(tǒng)下行孔測量煤層瓦斯壓力存在的封孔困難、鉆孔密封不嚴等問題，保證了測量的準確度。
文檔編號E21B47/06GK101575969SQ20091001621
公開日2009年11月11日 申請日期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 申請人:山東科技大學