[发明专利]煤层瓦斯压力测量动态自平衡加压封孔装置及方法

说明书

本发明提出一种煤层瓦斯压力测量动态自平衡加压封孔装置及方法，煤层瓦斯压力测量动态自平衡加压封孔装置包括布置于钻孔内的测压管，测压管的一端设置有用于测量瓦斯压力的测压单元，测压管上环绕包裹有膨胀气囊，测压管上开设有压力导入孔，压力导入孔连通膨胀气囊，测压管上于膨胀气囊的两侧分别环绕包裹有前封孔气囊和后封孔气囊，前封孔气囊、后封孔气囊、膨胀气囊三者与钻孔内壁之间留有注胶腔体，注胶腔体内充填有密封胶体，前封孔气囊、后封孔气囊均经充气管路连接位于钻孔外的充气单元，注胶腔体经注胶管路连接位于钻孔外的注胶单元。本发明的有益效果：有效提高用于煤层瓦斯压力测量的煤层钻孔密封效果，对煤层瓦斯压力测量准确。

技术领域

本发明涉及煤层瓦斯压力测量技术领域，特别是涉及一种煤层瓦斯压力测量动态自平衡加压封孔装置及方法。

背景技术

近年来，随着煤矿开采深度的增加，煤层瓦斯压力不断增大，煤层瓦斯压力作为最重要的煤层瓦斯参数之一，对矿井灾害等级划分、瓦斯涌出量预测及瓦斯突出防治等具有核心的指导作用，并是关键的判断参数。煤层瓦斯压力测量的准确性直接关系到了矿井设计、建设和安全生产。因此，煤层开采前和开采过程中进行煤层瓦斯压力测量已经成为保证矿井安全生产必不可少的一个关键环节。同时，《防治煤与瓦斯突出规定》中规定：“钻孔封堵必须严密”。但是目前在进行瓦斯测量钻工封孔作业时，传统的封孔方法是使用固体(包括水泥基和聚氨酯类等)封孔，采用固体封闭液体、液体封闭气体等方法和手段进行封孔，也有采用一个固定压力对封孔胶体加压进行密封的。使用上述两种封孔方式时，都是采用一种静态的封孔方式，不能满足在测量过程中钻孔内由于各种应力和煤本身的物理化学变化作用形成新的裂隙，导致钻孔封闭不严，压力泄露，从而造成所测瓦斯压力或多或少低于实际真实的煤层瓦斯压力，从而导致对瓦斯压力和瓦斯赋存量的误判，造成重大的瓦斯隐患和事故，对安全生产和生命安全造成重大威胁。

发明内容

本发明的目的在于提供一种煤层瓦斯压力测量动态自平衡加压封孔装置及方法，解决目前用于煤层瓦斯压力测量的煤层钻孔密封效果差导致对瓦斯压力测量不准确的问题。

本发明提供一种煤层瓦斯压力测量动态自平衡加压封孔装置，包括布置于钻孔内的测压管，测压管的一端设置有用于测量瓦斯压力的测压单元，测压管上环绕包裹有膨胀气囊，测压管上开设有压力导入孔，压力导入孔连通膨胀气囊，测压管上于膨胀气囊的两侧分别环绕包裹有前封孔气囊和后封孔气囊，前封孔气囊、后封孔气囊、膨胀气囊三者与钻孔内壁之间留有注胶腔体，注胶腔体内充填有密封胶体，前封孔气囊、后封孔气囊均经充气管路连接位于钻孔外的充气单元，注胶腔体经注胶管路连接位于钻孔外的注胶单元。

进一步的，前封孔气囊、后封孔气囊朝向膨胀气囊的一侧均设置有环绕测压管的环形挡板。

进一步的，测压管的另一端连接有筛管，筛管的末端开设有多个筛孔。

进一步的，筛管的末端设置有遮盖筛孔的锥形帽。

进一步的，测压管上被膨胀气囊环绕包裹部分的管径小于未被膨胀气囊环绕包裹部分的管径。

进一步的，测压管上被膨胀气囊环绕包裹部分开设压力导入孔。

进一步的，密封胶体由水玻璃凝胶和高吸水性树脂混合而成。

进一步的，测压管的一端设置有木塞。

本发明还提供一种煤层瓦斯压力测量动态自平衡加压封孔方法，应用上述的煤层瓦斯压力测量动态自平衡加压封孔装置，包括以下步骤：

步骤一、将膨胀气囊经压力导入孔与测压管连通，在测压管上于膨胀气囊的内侧装配环形挡板和后封孔气囊，在测压管上于膨胀气囊的外侧装配环形挡板和前封孔气囊，将前封孔气囊、后封孔气囊经充气管路连接位于钻孔外的充气单元，将注胶腔体经注胶管路连接位于钻孔外的注胶单元，将测压管的一端连接测压单元，将测压管的另一端连接筛管，将测压管放置于钻孔内；