[发明专利]下行孔测压装置及工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤矿井下瓦斯压力封孔测定技术，属于煤炭技术领域。

背景技术

煤层瓦斯压力是煤层基本瓦斯参数之一，它对于研究分析煤与瓦斯突出危险性、矿井瓦斯涌出治理、矿井瓦斯抽放等具有重要的实际意义。在瓦斯防治实践过程中，已经开发出多种瓦斯压力测定装置与工艺，但都存在测定时间长、可靠性差且对上行穿层钻孔效果较好，下行钻孔效果差特点，现有的测压封孔技术手段表明，仍存在许多问题，尤其在煤矿井下测压地点不满足上行孔的条件下，下行孔的瓦斯压力测定具有一定难度。

发明内容

本发明的目的在于针对煤矿井下瓦斯压力测定技术不足，提供一种快速、准确的封孔装置及方法，应用于下行穿层钻孔瓦斯压力准确测定。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

测压钻孔结构特点是在被测区域施工开口大直径，然后变径漏斗式钻孔，终孔位置要超过煤层底板，并留置钻屑沉淀室；封孔装置的结构特点是在测压钻孔中设置瓦斯导管，瓦斯导管前端设置第一圆形档板，档板之上设置绵砂缠绕的第一膨胀材料，其上设置砂石层；瓦斯导管外周与钻孔孔壁之间形成水泥砂浆的封闭结构，包括位于第一档板固结的聚氨酯封孔段，第一档板至孔口第二档板的水泥砂浆封固段，第二档板和第二膨胀材料固结的聚氨酯封孔段；第一档板下部的瓦斯导管为透气花管；设置平行于测压管的临时聚胺酯注浆管，所述聚氨酯一端位于第一档板绵砂处，另一端位于测压孔孔以外，注完聚氨酯拆除；测压管连接三通阀门一端，所述三通阀门一端连接排水泄压阀，另一端通过压力阀门连接压力表。

由上述技术方案可知，本发明在测压管孔口端设置压力阀门，钻孔施工成漏斗型变径钻孔，测压管前段圆形档板放置于钻孔变径台阶上，第一、第二档板配合聚氨酯膨胀材料形成高压密封注浆段，有效防止封孔材料漏液；钻孔设计了钻屑沉淀室，保证测压室不被堵塞，实现对测压钻孔有效封孔，保证由于水泥砂浆沉淀导致封孔长度不足缺陷，达到准确测定瓦斯压力目的，在井下操作便利，方法简单有效。

附图说明

图1为本发明中钻孔施工结构图

图2为本发明中测压管结构示意图

图3为本发明中下行孔测压装备图

附图标记说明

1-钻孔           2-钻孔变径台阶    3-煤层         4-沉淀室

5-透气孔         6-第一圆形档板    7-外螺纹       8-测压花管

9-测压管         10-膨胀材料       11-砂石层      12-第二圆形档板

13-另一膨胀材料  14-回浆管         15-排水减压阀  16-压力阀

17-精密压力表    18-三通           19-球型阀      20-注浆管

21-注浆室        22-沉淀岩屑       23-测压室

具体实施方式

以下通过具体实施例和附图对本发明的技术装置、工艺进一步详细描述。

实施例：参见图1为钻孔结构示意图，煤矿井下下行孔测压钻孔结构特征是，先施工直径￠108mm的钻孔，在距测定煤层1～2m位置停止钻进，改用￠75mm钻头继续钻进至煤层底板3～4m停钻，冲洗钻孔，排净钻孔中的水，完成测压钻孔施工。图2为下行孔测压管实施结构示意图，正如图所示测压管采用直径4英寸镀锌铁管(工业标准DN15)，每根长2m(便于井下携带和安装)，二端外螺纹长15mm，用外接管箍连接；测压共管第一圆形档板￠105mm，安装位置距透气孔端1.5m，透气孔￠5mm，在透气孔端用钢窗砂网进行包裹。图3封孔装置主要包括：第一圆形档板6焊接在测压花管8上(具体位置可以根据实际情况进行调整)，测压管9通过螺纹与测压花管8相连，膨胀材料10、砂石层11、注浆管20、回浆管14、孔口第二档板12、三通18、压力阀门16，测压管依次贯穿孔口膨胀材料13、第二圆形档板12、膨胀材料10、砂石层11，孔口出露端连接三通18一端，三通另外二个接口连接排水减阀门15和压力阀16，压力阀16接高精密压力表17。其中第一圆形档板6上边放置棉纱，膨胀材料使用聚氨酯密封，上边铺设砂石层11，圆形档板厚度为大于3mm的钢板，在实际应用上圆形档板直径可以略小于钻孔直径，以安装方便为原则。注浆管19和回浆管14和测压管材料、直径相同，其长度应根据实际钻孔深度决定，但是注浆管19要长于回浆管14，共同焊接在第二圆形档板12上，在注浆过程中，若有浆从回浆管14溢出，则判断注浆基本已满。