[发明专利]下行超深钻孔快速测定煤层瓦斯压力的方法及其装置

摘要

一种下行超深钻孔快速测定煤层瓦斯压力的方法及其装置,通过钻孔将待测煤层之上的各个岩层进行高压注浆，堵住各种裂隙；然后打钻孔进入该煤层，退出钻杆，插入一个带有长瓦斯管和注水管的胶囊封孔器至煤层上部的岩层钻孔部位，向胶囊封孔器中压入水，使胶囊膨胀，预先封住钻孔；再向钻孔内灌入水泥浆，直到水泥浆灌满钻孔；在瓦斯管上接上压力表。初期靠胶囊的预封孔作用密封，后期依靠水泥浆凝固密封，即可测定煤层的瓦斯压力。该方法能够测定50米以远的下行超深煤层的瓦斯压力，能够减少为测定煤层瓦斯压力而掘进的巷道工程，测定设备简单，操作简便，上表及时，瓦斯压力上升快，结果准确，具有广泛的实用性。

主权项

一种下行超深钻孔快速测定煤层瓦斯压力的方法, 其特征在于，包括如下步骤：步骤一：在下行煤层上方的巷道内向煤层方向打一个直径为120～150mm、深为2～3m的钻孔作为测压孔，向钻孔内送入直径为115×5mm的孔口管，孔口管外露长度为200～300mm；带有高压法兰盘步骤二：用水：灰＝0.75：1按质量比配制的灰浆与水玻璃混合后注入孔口管与岩层之间，水玻璃浓度采用38波美度的液体，其中：灰浆：水玻璃＝1：0.5质量比配制，注浆压力达6 MPa，注浆至孔口管外不跑浆为止；步骤三：待孔口管加固的双液浆凝固8 小时后，用Ф90 mm钻头扫孔钻进2.5～3.5 m停，然后退出钻杆，用高压注浆泵注水进行孔口管耐压试验，要求耐压大于当地的地下水压，耐压稳定时间不小于30 min，若耐压稳定时间达不到30 min或压力达不到要求时，则重新注浆加固，直至孔口管耐压试验符合要求为止；步骤四：待孔口管耐压试验合格后，用Ф75mm钻头顺钻孔向下打钻，至距离煤层0.4‑0.6 m时停；步骤五：利用高压注桨泵向钻孔内注入灰浆封堵岩层裂隙，先注稀浆后注浓浆，按水与灰的质量比为2:1、1.75:1、1.5：1、1.25:1、1:1、0.75:1六个配比依次注入，最后注0.75：1的浓浆封孔，注浆压力大于当地地下水压或注5～6包水泥即可；步骤六：注桨凝固8小时后，用Ф75mm钻头扫孔钻进，进入煤层1.0～1.5 m停钻，退出钻杆；步骤七：用四分管和注水管连接胶囊封孔器后，送入钻孔中，推动胶囊封孔器深入至钻孔深部，直至煤层与岩层交界面之上0.5‑0.8米处； 步骤八：将手动试压泵连接在注水管上，向胶囊封孔器中注入3～5MPa的压力水，使胶囊膨胀，在钻孔的深部预封住钻孔；步骤九：向钻孔内灌入水泥浆，直到水泥浆灌满整个钻孔为止； 步骤十：在四分管的外露端上安装压力表；步骤十一：在测压孔附近10～20 m另打一钻孔，重复上述所有步骤；步骤十二：通过压力表接头处的三通向瓦斯管路充入1～2 MPa的空气或其他惰性气体，当测压时间大于20天或压力表中的瓦斯压力稳定10天后，记下两个测压孔所测得的瓦斯压力值，然后拆除压力表，在拆除压力表的过程中，观察瓦斯管中涌出的是气体还是水，如果测压孔中涌出的是气体，则压力表中所测的压力为煤层的瓦斯压力，取两个测压孔中压力较大的为所测煤层的瓦斯压力；如果一个测压孔中涌出的几乎是水，且压力较大，与当地的地下水压相近，表明该钻孔处煤层含水，所测的压力是地下水的压力，所测得的结果不能采用，另一个钻孔打开后是气体，则所测数据即为煤层的瓦斯压力；如果两个测压孔中测定的都是水压，则需要另选地点进行测定，直至测定出煤层的瓦斯压力。