[发明专利]一种测定钻孔瓦斯微流量方法

说明书

本发明公开了一种测定钻孔瓦斯微流量方法，属于瓦斯抽采技术领域。本发明是在所测钻孔单孔流量小于瓦斯抽采参数测定仪流量测定下限时，在靠近煤壁的抽采支管上插入引气针管，通过引气针管引入一部分巷道空气增大导流管处流量，对引气针管尺寸、插入位置、测定时间合理确定，可以利用现有瓦斯抽采综合参数测定仪准确测量单孔瓦斯抽采流量。本发明操作简单、速度快、对抽采系统影响小，理论上可以测量任意小钻孔流量。

技术领域

本发明属于瓦斯抽采技术领域，具体涉及一种准确测定煤矿井下钻孔瓦斯微流量方法。

技术背景

瓦斯作为煤炭的伴生资源，在地下煤层中大量富集。煤层瓦斯含量过高会严重影响煤矿的安全生产。治理瓦斯危害的一个有效方法就是煤层瓦斯抽采。煤层瓦斯抽采是向煤层打入一定尺寸的钻孔，把抽采支管放入钻孔、封孔，然后抽采支管连入抽采总管，把煤层瓦斯抽采出来，减小煤层瓦斯含量。

考察煤层瓦斯抽采效果的一个重要指标就是瓦斯抽采量，抽采的几个重要参数有混合流量、瓦斯浓度、温度、负压、瓦斯纯流量等。其中混合流量与瓦斯浓度之积为瓦斯纯流量。目前煤矿井下普遍使用的最精确的钻孔瓦斯微流量测定方法是利用高精度的瓦斯抽采参数测定仪，由井下抽采特殊条件以及现有技术水平限制，该仪器实际使用中有流量测定下限。单个抽采支管内混合流量在很多情况下是小于该流量测定下限，无法测到钻孔真实的混合流量，也就无法计算得到瓦斯抽采纯流量。

单孔瓦斯抽采流量的测定有着重要意义，利用单孔流量可以对每个钻孔的打钻、封孔质量进行评价，通过该单孔流量可以推测煤层局部区域是否有特殊构造，把单孔流量与钻孔打钻过程中的现象对应起来可以进行瓦斯抽采技术分析。目前井下瓦斯抽采量的测定一般是把多个抽采支管的流量汇合起来，汇合之后的总流量大于瓦斯抽采参数测定仪的流量测定下限，以此来测定所有这些钻孔的总流量。这样的方法还是难以确定单孔瓦斯抽采流量，虽然该方法可以使用差值法间接得到单孔抽采流量，但是操作繁琐、准确度低。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种测定钻孔瓦斯微流量方法，可以准确测定单孔初始流量Q₁在很小的情况下的瓦斯抽采参数，且操作简便，速度快，对抽采系统本身几乎不产生影响。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

在所测钻孔单孔初始流量Q₁小于瓦斯抽采参数测定仪的流量测定下限Q₄时，在靠近煤壁的抽采支管上插入引气针管，引气针管与导流管之间的距离为s，引气针管内径为d₂，通过引气针管引入一部分空气增大导流管处流量，对引气针管尺寸、插入位置、测定时间合理确定，利用现有瓦斯抽采参数测定仪准确测量单孔抽采瓦斯流量。具体步骤如下：

a.把瓦斯抽采参数测定仪的测量接头接入导流管，测定抽采支管内的初始瓦斯浓度C₁。

b.在靠近煤壁的抽采支管上插入引气针管，拔出引气针管上的橡胶塞，巷道中的空气通过引气针管进入抽采支管增加抽采支管内混合流量，使得混合流量大于瓦斯抽采参数测定仪的流量测定下限Q₄，流量读数稳定之后测得增流后流量Q₂；

c.在拔出橡胶塞一段时间t之后，测定抽采支管内的增流后瓦斯浓度C₂。

d.用橡胶塞重新把引气针管堵住以尽量减少混入空气对抽采系统的影响，下次测量需要之时再次拔出。

e.巷道内空气瓦斯浓度与抽采支管内的瓦斯浓度相比非常小，假设为0。由瓦斯质量守恒，有公式Q₁C₁＝Q₂C₂，得Q₃为单孔瓦斯纯流量，利用Q₃＝Q₁C₁或Q₃＝Q₂C₂计算。