[其他]煤層瓦斯壓力測定技術

無效

• 申請號: 85106104
• 申請日: 1985-08-12
• 公開（公告）號: CN85106104A
• 公開（公告）日: 1987-03-04
• 發明（設計）人: 周世寧
• 申請（專利權）人: 中國礦業學院
• 主分類號: F16J15/14
• 分類號: F16J15/14
• 代理公司: 煤炭工業部專利服務中心
• 代理人: 黃雪蘭,蔡天敏

適用于測定氣體、特別是煤層瓦斯壓力。

礦井瓦斯事故是煤礦生產中最嚴重的自然災害之一。煤層瓦斯壓力是瓦斯從煤層中涌出的動力，也是煤層瓦斯含量的標志。目前，國外作測定瓦斯壓力的已有技術都是采用從巖巷向煤層打鉆孔，從鉆孔中引出一個管子，并用粘土、水泥砂漿、膠圈、膠囊等固體物直接封孔，通過從鉆孔中引出的測壓管，直接用壓力表讀出瓦斯壓力值。這種測壓方法在封孔段巖石堅硬致密的條件下可以得到正確的瓦斯壓力值，但是由于與煤層直接接觸的頂、底板巖層多為松軟的砂頁巖層，在砂頁巖層中鉆孔（孔徑一般為75毫米）后，孔壁周圍往往存在微裂隙，封孔的固體物不能嚴密封閉鉆孔周邊的裂隙，因而容易漏氣。煤層的透氣性很低，鉆孔的微量漏氣將使測出的壓力值大大低于煤層真實的瓦斯壓力，這樣會導致錯誤的技術判斷，造成巨大的事故。特別是在煤層巷道中直接向煤層打孔測定瓦斯壓力時，由于煤層的硬度低于巖層，還沒有成功的測壓方法。

鑒于上述存在的問題，本發明的目的是解決已有技術中固體不能嚴密封閉鉆孔周邊裂隙孔道的困難，特別是在松軟的煤系地層中封孔測壓，使測出的瓦斯壓力值穩定可靠。

權利要求1給出的技術特征完成了上述任務。本發明采用液體作為封孔物質，以解決固體物不能嚴密封閉鉆孔周邊裂隙孔道的困難。根據流體滲漏取決于壓力差的原理，使封孔液的壓力測定過程中始終略高于瓦斯壓力，所以能防止瓦斯的泄漏。為了維護封孔液體的壓力和防止液體向鉆孔內的滲透，在封孔液體段的兩端用膠圈（2）封閉鉆孔，且封孔液采用粘液，因而避免了液體向測壓空間滲漏，保證測定瓦斯壓力的穩定性。這樣，形成了用固體封液體、液體封氣體的封孔系統。在封孔裝置結構中，內管（4）為測壓管，前端具有螺紋，外管（1）套在內管之外，在內管（4）螺帽的驅動之下，內外管產生相向移動，使兩組膠圈（2）同時產生壓縮變形膨脹封閉鉆孔，利用內外管間的空隙作為傳遞壓力粘液（5）的通道，從而大大簡化了封孔的管道系統，使整個測壓裝置緊湊，簡潔可靠。粘液的配方重量比為沸水90～91%，淀粉7～8.5%，工業甲醛1.5～2%，或冷水94～95%，化學漿糊5～6%。內外管均采用活節管子和帶“○”型密封圈的矩形螺紋的接頭。封孔深度和封孔粘液段長度可按測定地點的巖石性質調節。在煤層中直接打孔測壓時，鉆孔內壁粗糙不平，為使膠圈（2）段能密封粘液，在膠圈（2）段內增添一段柔性物質，當膠圈（2）受壓膨脹時，擠壓油泥，使油泥存在于膠圈（2）和孔壁之間，因而形成膠圈（2）封油泥，油泥封粘液、粘液封瓦斯的封孔系統，從而能在煤層中直接測定出煤層的瓦斯壓力。

本發明具有可測瓦斯壓力高，測定時間快，（10天左右），操作簡便（1小時完成），測值準確穩定。由于粘液壓力大于瓦斯壓力，特別是在地應力活躍的地點，當鉆孔周邊產生新裂隙時，壓力粘液（5）也能及時加以封閉，防止瓦斯泄漏。只要封孔段巖層不處于大裂隙帶，粘液不從鉆孔向巖層流失，都能測得真實的瓦斯壓力值。

圖為膠圈（2）-壓力粘液（5）封孔原理圖。

從圖中可以看到鉆孔為兩組膠圈（2）封閉，膠圈的間距為1.8米，其中充滿壓力粘液（5）。在測定過程中，粘液壓力略高于瓦斯壓力約3～5大氣壓。膠圈（2）的工作壓強約150大氣壓，長度為0.3米。內管（4）外管（1）均采用1.8米長的活節鋼管和帶“○”型密封圈的矩形螺紋的接頭。粘液的配方重量比為沸水90～91%，淀粉7～8%，工業甲醛1.5～2%。