[发明专利]基于累加原理测定本煤层单孔瓦斯微流量系统及方法

说明书

基于累加原理测定本煤层单孔瓦斯微流量系统，包括瓦斯抽采管、联孔管、封孔管和微流量测试管，每个本煤层单孔均连接有一根所述的封孔管，若干根封孔管并排连接在联孔管上，联孔管的出气端与瓦斯抽采管的进气端连接；联孔管上设置有邻近瓦斯抽采管的总控制阀，微流量测试管与总控制阀并联设置，微流量测试管的两端分别连接在总控制阀进口侧和出口侧的联孔管上，微流量测试管上设置有测试控制阀和流量传感器。本发明还公开了基于累加原理测定本煤层单孔瓦斯微流量系统的测试方法。本发明基于累加法的原理，能够准确地测量出单个钻孔的瓦斯浓度、瓦斯流量及瓦斯纯流量，测试效果好，测试效率高，能够适应煤层中含水和钻孔内含有煤渣的复杂条件。

技术领域

本发明属于煤层瓦斯流量测试技术领域，具体涉及一种基于累加原理测定本煤层单孔瓦斯微流量系统及方法。

背景技术

煤层瓦斯抽采对煤矿安全生产具有极为重要的意义。煤层瓦斯抽采的具体实施过程是向煤层打入一定尺寸的钻孔，把封孔管插入钻孔、封孔，然后经瓦斯抽采支干管连入瓦斯抽采干管和总管，把煤层瓦斯抽采出来，从而达到减小煤层瓦斯含量的目的。

本煤层单个钻孔瓦斯流量（以下简称“单孔瓦斯流量”）包括单孔瓦斯混合流量和单孔瓦斯纯流量，且单孔瓦斯纯流量等于单孔瓦斯混合流量与单孔瓦斯浓度的乘积。单孔瓦斯流量是衡量钻孔瓦斯抽采效果的重要指标之一，也是计算矿井瓦斯抽采量的关键参数。

单孔瓦斯流量普遍是一个很小的数值。虽然存在少数精密的单孔瓦斯流量测试仪器，但是在大多数情况下，单孔瓦斯流量仍然处于这些精密测试仪器测量范围的下限。另外，井下煤层钻孔内存在着涌水和煤渣，导致目前很少有仪器能够将单孔瓦斯测量出来，即便是测试出来，测试值往往与真实值相差较大。如果单孔瓦斯混合流量无法准确地测试出来，那么单孔瓦斯纯流量也就无法计算出来。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种操作方便、测试值精确度高、安全可靠性强的基于累加原理测定本煤层单孔瓦斯微流量系统及方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：基于累加原理测定本煤层单孔瓦斯微流量系统，包括瓦斯抽采管、联孔管、封孔管和微流量测试管，每个本煤层单孔均连接有一根所述的封孔管，若干根封孔管并排连接在联孔管上，联孔管的出气端与瓦斯抽采管的进气端连接；

联孔管上设置有邻近瓦斯抽采管的总控制阀，微流量测试管与总控制阀并联设置，微流量测试管的两端分别连接在总控制阀进口侧和出口侧的联孔管上，微流量测试管上设置有测试控制阀和流量传感器。

联孔管上设置有排渣放水器，排渣放水器位于总控制阀和瓦斯抽采管之间。

每根封孔管上均设置有单孔控制阀，单孔控制阀上设置有用于测试瓦斯浓度的测试嘴，测试嘴外部螺纹密封连接有堵帽。

基于累加原理测定本煤层单孔瓦斯微流量系统的测定方法，包括以下步骤，

（1）在每个封孔管上安装一个单孔控制阀；

（2）将一横排六根封孔管的外端采用一根联孔管串联起来，作为一组测定对象，六根封孔管依次标记为1#、2#、3#、4#、5#和6#，联孔管的出气端连接到瓦斯抽采管上；

（3）在联孔管上安装总控制阀、排渣放水器、连接微流量测试管，在微流量测试管上设置流量传感器和测试控制阀；

（4）打开总控制阀和六个单孔控制阀，关闭测试控制阀，通过排渣放水器排净每个本煤层单孔内的水和煤渣；