环保含水煤层下向钻孔瓦斯压力测定方法技术

本发明专利技术公开了一种环保含水煤层下向钻孔瓦斯压力测定方法，属于煤矿瓦斯压力测定技术领域。其测定方法包括：首先准备硬件设施，包括钻孔装置、除尘装置、孔底排水装置、封堵装置、测压装置及计算机；然后安装钻孔装置，以钻杆头尾为轴，分别安装除尘装置、孔底排水装置、封堵装置及测压装置；钻眼打孔，选用煤矿常规打孔设备在煤巷道需检测瓦斯压力的煤壁钻孔，并至一定深度；如遇少量含水煤层，则对孔底水进行处理；通过封堵装置对钻孔进行封堵；最后，确认排除孔底水干扰、封孔密封性影响后，利用测压装置进行测压，通过计算机得出数据，并进行记录。本发明专利技术在克服钻孔中水对瓦斯压力测定影响的同时，还可以将产生的废尘回收。

【技术实现步骤摘要】
环保含水煤层下向钻孔瓦斯压力测定方法
本专利技术涉及煤矿瓦斯压力测定
，具体涉及一种含水煤层下向钻孔瓦斯压力的测定。
技术介绍
煤矿瓦斯基本参数是煤层瓦斯储量计算、瓦斯涌出量预测、煤与瓦斯突出危险性预测、瓦斯抽放评价和煤矿瓦斯灾害综合治理的基础性参数。煤层瓦斯压力和煤层瓦斯含量是煤矿企业十分重视的瓦斯基础参数，对矿井安全生产至关重要。因此，对于煤层瓦斯压力的研究尤为重要。现有技术中有关钻孔瓦斯压力测定的研究主要有：申请号201710927409.1公开了一种含水煤层瓦斯压力测定装置及测定方法，包括测压管、注浆管、注浆泵、排水排浆管、传感系统，还包括水位及排水管；所述的测压管、水位及排水管、排水排浆管、注浆管依次沿竖直方向由上到下通过固定支架固定排列于钻孔中，且长度依次变短；测压管和水位及排水管的外端分别装有水感应器、电磁阀，排水排浆管外端装有排放阀，水感应器、电磁阀与传感系统连接。该装置可直接测定含水煤层瓦斯涌出量和含水煤层钻孔瓦斯压力。申请号201410547086.X公开了一种含水煤岩下行钻孔瓦斯压力观测系统，包括透水装置、封堵装置和测压装置，透水装置安装在钻孔中，用于将钻孔中的水排出；封堵装置用于封闭钻孔；测压装置用于测定下行钻孔瓦斯压力。该专利技术能够较好的克服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。上述现有技术虽然取得了一定的进步，但是对于含水煤层下向钻孔瓦斯压力的测定，仍需进一步研究。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种环保含水煤层下向钻孔瓦斯压力测定方法，其在瓦斯压力的测定过程中，在克服钻孔中水对瓦斯压力测定影响的同时，还可以将产生的废尘回收。为了实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种环保含水煤层下向钻孔瓦斯压力测定方法，所述的测定方法依次包括以下步骤：a、准备硬件设施，包括钻孔装置、除尘装置、孔底排水装置、封堵装置、测压装置及计算机；所述的除尘装置包括挡尘处理罩、排污管及收污箱，所述的挡尘处理罩呈椭球形包覆在所述的钻杆的头部，当钻孔过程中产生粉尘时，粉尘进入所述的挡尘处理罩内，所述的挡尘处理罩的内壁上布置有若干洒水孔，通过所述的洒水孔向进入其中的粉尘喷水，位于所述钻杆垂向方向上的挡尘处理罩的内壁设置有若干个弧形沟，所述的弧形沟向远离钻杆的一侧凸起，所述的排污管的一端与所述的弧形沟连接，另一端与所述的收污箱连接；所述的孔底排水装置，包括检水机构和除水机构，所述的检水机构用于预估孔底水量，所述的除水机构用于将孔底水迅速吸收；所述的检水机构包括金属管、无水硫酸铜颗粒及塑料膜，所述的金属管为柱状，内部中空，所述的塑料膜位于所述的金属管内的管壁上，所述的无水硫酸铜颗粒包裹在所述的塑料膜内，在所述的金属管内的管壁上分布有若干个小孔；所述的除水机构包括圆柱形密闭腔体及位于其中的三组套置有弹簧的U形管除水器，所述的U形管除水器安装在所述的圆柱形密闭腔体的内壁上；b、安装钻孔装置，以钻杆头尾为轴，分别安装除尘装置、孔底排水装置、封堵装置及测压装置；c、钻眼打孔，选用煤矿常规打孔设备在煤巷道需检测瓦斯压力的煤壁钻孔，并至一定深度；d、如遇少量含水煤层，则对孔底水进行处理；e、封堵钻孔，通过封堵装置对钻孔进行封堵；f、确认排除孔底水干扰、封孔密封性影响后，利用测压装置进行测压，通过计算机得出数据，并进行记录。作为本专利技术的一个优选方案，所述的封堵装置包括砂浆处理机构和钻管出浆机构，所述的砂浆处理机构对砂浆进行预处理后经过所述的钻管出浆机构对钻孔进行封堵。作为本专利技术的另一个优选方案，所述的砂浆处理机构包括砂浆输入管、除水器、电机及支架，所述的砂浆输入管与所述的除水器连接，所述的除水器安装在所述的支架上，所述的除水器包括圆盘状的容器体和位于其下方的倒锥形体，所述的容器体的四周分布有若干个圆形喷嘴，在每个喷嘴处设置有薄膜对其封盖，所述的薄膜表面设置有微孔，经过所述的容器体处理后的废水通过喷嘴除去，所述的电机启动时带动所述的容器体快速旋转；所述的钻管出浆机构包括砂浆输出管、圆柱形空腔管及加压单元，所述的砂浆输出管的一端连接在所述的除水器上，另一端连接在所述的圆柱形空腔管，在所述的圆柱形空腔管的内部填充有吸水膨胀剂，在所述的圆柱形空腔管上设置有压力感应阀门，所述的加压单元用于对所述的砂浆输出管中的砂浆进行加压以使其输送至所述的圆柱形空腔管。进一步优选，所述的洒水孔的出水方向为远离煤壁方向，所述的洒水孔通过管路与进水装置连接，正常工作时的进水为高压水。进一步优选，在所述的钻杆垂向上的挡尘处理罩的内壁分别设置有三个弧形沟，所述的挡尘处理罩的内壁的其余位置设置所述的洒水孔。进一步优选，所述的测压装置安装在所述的钻杆的尾部。进一步优选，在所述的U形管除水器的管壁内部设置有呈弹簧状的铁丝，所述的铁丝包裹有含硅胶颗粒的吸水无纺纱布层。进一步的，步骤d中，首先通过检水机构预估孔底水量，在可调节范围内，利用除水机构对孔底水进行迅速吸收。进一步的，步骤e中，砂浆经砂浆输入管进入除水器中，开启与除水器连接的电机后，一部分废水通过喷嘴除去，处理后的砂浆通过砂浆输出管并在加压单元的作用下，进入圆柱形空腔管中，并与圆柱形空腔管中的吸水膨胀剂混合膨胀，待压力感应阀门接受压力后，打开阀门，砂浆与吸水剂混合物迅速排出，封堵钻孔。与现有技术相比，本专利技术带来了以下有益技术效果：本专利技术提供的一种环保含水煤层下向钻孔瓦斯压力测定方法中，首先准备硬件设施，包括钻孔装置、除尘装置、孔底排水装置、封堵装置、测压装置及计算机；随即安装钻孔装置，以钻杆头尾为轴，分别安装除尘装置、孔底排水装置、封堵装置及测压装置；第三步钻眼打孔，选用煤矿常规打孔设备在煤巷道需检测瓦斯压力的煤壁钻孔，并至一定深度；如遇少量含水煤层，则对孔底水进行处理；封堵钻孔，通过封堵装置对钻孔进行封堵；最后确认排除孔底水干扰、封孔密封性影响后，利用测压装置进行测压，通过计算机得出数据，并进行记录。本专利技术设计了相配套的孔底排水装置、封堵装置、测压装置，构成了下向钻孔瓦斯压力钻进-封堵-测定一体化系统及装置，可判定下向钻孔煤层的含水情况并对水及时清除，消除钻孔水对瓦斯压力的影响；同时运用了传感器来对封孔进行调控，具有良好的封堵效果；此外，测压过程中实现高效除尘的同时回收废渣。综上所述，本专利技术测定系统可智能、环保且高效的进行煤层测压。附图说明下面结合附图对本专利技术做进一步说明：图1为本专利技术环保含水煤层下向钻孔瓦斯压力测定方法所用的测定系统的结构示意图；图2为本专利技术检水机构的结构示意图；图3为本专利技术除水机构的结构示意图；图4为本专利技术封堵装置的结构示意图；图中：1、煤层，2、弧形沟，3、钻杆，4、排污管，5、测压装置，6、砂浆输出管，7、喷嘴，8、容器体，9、倒锥形体，10、支架，11、加速电机，12、砂浆输入管，13、小本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环保含水煤层下向钻孔瓦斯压力测定方法，其特征在于，所述的测定方法依次包括以下步骤：/na、准备硬件设施，包括钻孔装置、除尘装置、孔底排水装置、封堵装置、测压装置及计算机；所述的除尘装置包括挡尘处理罩、排污管及收污箱，所述的挡尘处理罩呈椭球形包覆在所述的钻杆的头部，当钻孔过程中产生粉尘时，粉尘进入所述的挡尘处理罩内，所述的挡尘处理罩的内壁上布置有若干洒水孔，通过所述的洒水孔向进入其中的粉尘喷水，位于所述钻杆垂向方向上的挡尘处理罩的内壁设置有若干个弧形沟，所述的弧形沟向远离钻杆的一侧凸起，所述的排污管的一端与所述的弧形沟连接，另一端与所述的收污箱连接；/n所述的孔底排水装置，包括检水机构和除水机构，所述的检水机构用于预估孔底水量，所述的除水机构用于将孔底水迅速吸收；所述的检水机构包括金属管、无水硫酸铜颗粒及塑料膜，所述的金属管为柱状，内部中空，所述的塑料膜位于所述的金属管内的管壁上，所述的无水硫酸铜颗粒包裹在所述的塑料膜内，在所述的金属管内的管壁上分布有若干个小孔；所述的除水机构包括圆柱形密闭腔体及位于其中的三组套置有弹簧的U形管除水器，所述的U形管除水器安装在所述的圆柱形密闭腔体的内壁上；/nb、安装钻孔装置，以钻杆头尾为轴，分别安装除尘装置、孔底排水装置、封堵装置及测压装置；/nc、钻眼打孔，选用煤矿常规打孔设备在煤巷道需检测瓦斯压力的煤壁钻孔，并至一定深度；/nd、如遇少量含水煤层，则对孔底水进行处理；/ne、封堵钻孔，通过封堵装置对钻孔进行封堵；/nf、确认排除孔底水干扰、封孔密封性影响后，利用测压装置进行测压，通过计算机得出数据，并进行记录。/n...

【技术特征摘要】
1.一种环保含水煤层下向钻孔瓦斯压力测定方法，其特征在于，所述的测定方法依次包括以下步骤：
a、准备硬件设施，包括钻孔装置、除尘装置、孔底排水装置、封堵装置、测压装置及计算机；所述的除尘装置包括挡尘处理罩、排污管及收污箱，所述的挡尘处理罩呈椭球形包覆在所述的钻杆的头部，当钻孔过程中产生粉尘时，粉尘进入所述的挡尘处理罩内，所述的挡尘处理罩的内壁上布置有若干洒水孔，通过所述的洒水孔向进入其中的粉尘喷水，位于所述钻杆垂向方向上的挡尘处理罩的内壁设置有若干个弧形沟，所述的弧形沟向远离钻杆的一侧凸起，所述的排污管的一端与所述的弧形沟连接，另一端与所述的收污箱连接；
所述的孔底排水装置，包括检水机构和除水机构，所述的检水机构用于预估孔底水量，所述的除水机构用于将孔底水迅速吸收；所述的检水机构包括金属管、无水硫酸铜颗粒及塑料膜，所述的金属管为柱状，内部中空，所述的塑料膜位于所述的金属管内的管壁上，所述的无水硫酸铜颗粒包裹在所述的塑料膜内，在所述的金属管内的管壁上分布有若干个小孔；所述的除水机构包括圆柱形密闭腔体及位于其中的三组套置有弹簧的U形管除水器，所述的U形管除水器安装在所述的圆柱形密闭腔体的内壁上；
b、安装钻孔装置，以钻杆头尾为轴，分别安装除尘装置、孔底排水装置、封堵装置及测压装置；
c、钻眼打孔，选用煤矿常规打孔设备在煤巷道需检测瓦斯压力的煤壁钻孔，并至一定深度；
d、如遇少量含水煤层，则对孔底水进行处理；
e、封堵钻孔，通过封堵装置对钻孔进行封堵；
f、确认排除孔底水干扰、封孔密封性影响后，利用测压装置进行测压，通过计算机得出数据，并进行记录。


2.根据权利要求1所述的一种环保含水煤层下向钻孔瓦斯压力测定方法，其特征在于：所述的封堵装置包括砂浆处理机构和钻管出浆机构，所述的砂浆处理机构对砂浆进行预处理后经过所述的钻管出浆机构对钻孔进行封堵。


3.根据权利要求2所述的一种环保含水煤层下向钻孔瓦斯压力测定方法，其特征在于：所述的砂浆处理机构包括砂浆输入管、除水器、电机及支架，所述的砂浆输入管与所述的除水器连接，所述的除水器安装在所述的支架上，所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张孝强，尹江江，刘石山，赵新海，李旭，张武林，胡博林，潘园园，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43