煤层瓦斯压力测定技术.pdf

摘要
申请专利号：	CN85106104	申请日：	1985.08.12
公开号：	CN85106104A	公开日：	1987.03.04
当前法律状态：	撤回	有效性：	无权
法律详情：	\|\|\|公开
IPC分类号：	F16J15/14	主分类号：	F16J15/14
申请人：	中国矿业学院
发明人：	周世宁
地址：	江苏省徐州市
优先权：
专利代理机构：	煤炭工业部专利服务中心	代理人：	黄雪兰;蔡天敏
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内容摘要

适用于测定气体，特别是煤层瓦斯压力的技术，主要是为了解决已有技术中固体不能严密封闭孔周边裂隙孔道的困难，特别是在松软的煤系地层中封孔测压，使测出的瓦斯压力值稳定可靠。本发明采用粘液作为封孔物质，在封孔液体段的两端用胶圈(2)封闭钻孔，形成用固体封液体，液体封气体的封孔系统。由于封孔液的压力在测定过程中始终略高于瓦斯压力，所以防止了瓦斯的泄漏。

权利要求书

1： 1、适用于测定气体、特别是煤层瓦斯压力的技术，具有外管(1)、胶圈(2)、支撑胶圈管(3)、内管(4)和内管尾挡盘(6)，本发明的特征是：采用压力粘液(5)组成胶圈(2)封压力粘液(5)，压力粘液(5)封孔层瓦斯的封孔系统以测定瓦斯压力。 2、根据权利要求1所述的测定煤层瓦斯压力技术，其特征是采用内管（4）、外管（1）相向移动来压缩两组胶圈（2）和利用内管（4）、外管（1）间隙传递压力粘液（5）。 3、根据权利要求1或2所述的测定煤层瓦斯压力技术，其特征是粘液的配方重量比为沸水90～91%，淀粉7～8.5%，工业甲醛
2： 5～2%。 4、根据权利要求1或2所述的测定煤层瓦斯压力技术，其特征是粘液的配方重量比为冷水94～95，化学浆糊5～6%。 5、根据权利要求1或2所述的测定煤层瓦斯压力技术，其特征是在瓦斯压力小于60大气压时，用液体二氧化碳，高压氮气或高压空气作压力源;在瓦斯压力大于60大气压时，用高压氮气或高压空气作压力源。 6、根据权利要求3所述的测定煤层瓦斯压力技术，其特征是在瓦斯压力小于60大气压时，用液体二氧化碳、高压氮气或高压空气作压力源;在瓦斯压力大于60大气压时，用高压氮气或高压空气作压力源。 7、根据权利要求4所述的测定煤层瓦斯压力技术，其特征是在瓦斯压力小于60大气压时，用液体二氧化碳、高压氮气或高压空气作压力源;在瓦斯压力大于60大气压时，用高压氮气或高压空气作压力源。

说明书

适用于测定气体、特别是煤层瓦斯压力。
    矿井瓦斯事故是煤矿生产中最严重的自然灾害之一。煤层瓦斯压力是瓦斯从煤层中涌出的动力，也是煤层瓦斯含量的标志。目前，国外作测定瓦斯压力的已有技术都是采用从岩巷向煤层打钻孔，从钻孔中引出一个管子，并用粘土、水泥砂浆、胶圈、胶囊等固体物直接封孔，通过从钻孔中引出的测压管，直接用压力表读出瓦斯压力值。这种测压方法在封孔段岩石坚硬致密的条件下可以得到正确的瓦斯压力值，但是由于与煤层直接接触的顶、底板岩层多为松软的砂页岩层，在砂页岩层中钻孔（孔径一般为75毫米）后，孔壁周围往往存在微裂隙，封孔的固体物不能严密封闭钻孔周边的裂隙，因而容易漏气。煤层的透气性很低，钻孔的微量漏气将使测出的压力值大大低于煤层真实的瓦斯压力，这样会导致错误的技术判断，造成巨大的事故。特别是在煤层巷道中直接向煤层打孔测定瓦斯压力时，由于煤层的硬度低于岩层，还没有成功地测压方法。

    鉴于上述存在的问题，本发明的目的是解决已有技术中固体不能严密封闭钻孔周边裂隙孔道的困难，特别是在松软的煤系地层中封孔测压，使测出的瓦斯压力值稳定可靠。

    权利要求1给出的技术特征完成了上述任务。本发明采用液体作为封孔物质，以解决固体物不能严密封闭钻孔周边裂隙孔道的困难。根据流体渗漏取决于压力差的原理，使封孔液的压力测定过程中始终略高于瓦斯压力，所以能防止瓦斯的泄漏。为了维护封孔液体的压力和防止液体向钻孔内的渗透，在封孔液体段的两端用胶圈（2）封闭钻孔，且封孔液采用粘液，因而避免了液体向测压空间渗漏，保证测定瓦斯压力的稳定性。这样，形成了用固体封液体、液体封气体的封孔系统。在封孔装置结构中，内管（4）为测压管，前端具有螺纹，外管（1）套在内管之外，在内管（4）螺帽的驱动之下，内外管产生相向移动，使两组胶圈（2）同时产生压缩变形膨胀封闭钻孔，利用内外管间的空隙作为传递压力粘液（5）的通道，从而大大简化了封孔的管道系统，使整个测压装置紧凑，简洁可靠。粘液的配方重量比为沸水90～91%，淀粉7～8.5%，工业甲醛1.5～2%，或冷水94～95%，化学浆糊5～6%。内外管均采用活节管子和带“○”型密封圈的矩形螺纹的接头。封孔深度和封孔粘液段长度可按测定地点的岩石性质调节。在煤层中直接打孔测压时，钻孔内壁粗糙不平，为使胶圈（2）段能密封粘液，在胶圈（2）段内增添一段柔性物质，当胶圈（2）受压膨胀时，挤压油泥，使油泥存在于胶圈（2）和孔壁之间，因而形成胶圈（2）封油泥，油泥封粘液、粘液封瓦斯的封孔系统，从而能在煤层中直接测定出煤层的瓦斯压力。

    本发明具有可测瓦斯压力高，测定时间快，（10天左右），操作简便（1小时完成），测值准确稳定。由于粘液压力大于瓦斯压力，特别是在地应力活跃的地点，当钻孔周边产生新裂隙时，压力粘液（5）也能及时加以封闭，防止瓦斯泄漏。只要封孔段岩层不处于大裂隙带，粘液不从钻孔向岩层流失，都能测得真实的瓦斯压力值。

    图为胶圈（2）-压力粘液（5）封孔原理图。

    从图中可以看到钻孔为两组胶圈（2）封闭，胶圈的间距为1.8米，其中充满压力粘液（5）。在测定过程中，粘液压力略高于瓦斯压力约3～5大气压。胶圈（2）的工作压强约150大气压，长度为0.3米。内管（4）外管（1）均采用1.8米长的活节钢管和带“○”型密封圈的矩形螺纹的接头。粘液的配方重量比为沸水90～91%，淀粉7～8%，工业甲醛1.5～2%。