含水煤岩下行钻孔瓦斯压力观测系统技术方案

本发明专利技术提出了一种含水煤岩下行钻孔瓦斯压力观测系统，属于矿山瓦斯压力测定技术领域。其具体解决了下行钻孔中由于积水无法测定瓦斯压力的问题，包括透水装置、封堵装置和测压装置，所述透水装置安装在所述钻孔中，用于将钻孔中的水排出；所述封堵装置用于封闭钻孔；所述测压装置用于测定下行钻孔瓦斯压力。本发明专利技术能够较好的克服下行钻孔中水对瓦斯压力测定的影响，尤其适用于含水煤岩下行钻孔中对瓦斯压力的测定。由于本发明专利技术采用电子装置，可以自动对瓦斯压力数据进行周期性的记录、存储和传输，因此可以减少人工数据记录的次数。

【技术实现步骤摘要】
含水煤岩下行钻孔瓦斯压力观测系统
本专利技术属于矿山瓦斯压力测定
，具体涉及一种含水煤岩瓦斯压力观测系统。
技术介绍
瓦斯压力是标志煤层瓦斯赋存状态的一个重要参数。在研究矿井煤与瓦斯突出、瓦斯涌出、瓦斯抽放时，它是一个关键性的基础参数，因此为研究煤层瓦斯的赋存及涌出的规律，有必要进行煤层瓦斯压力的测定。根据煤炭行业标准MT/T638-1996《煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法》的规定，测压钻场应选在邻近煤层的巷道中，在一般情况下通常选择与煤层水平或者是低于煤层的巷道作为钻场的布置地点，这样施工出的钻孔均为水平或者是上行钻孔，从而有效解决了由于煤层内含水因素及施工过程造成钻孔内积水影响测压效果的问题。 然而，在地层构造形态和巷道布置不允许施工水平钻孔和上行钻孔的情况下，有必要采用下行钻孔，而传统方法不能有效的解决下行钻孔中积水的问题。
技术实现思路
为了解决上述现有技术中存在的问题，本专利技术提出了一种含水煤岩下行钻孔瓦斯压力观测系统，该系统主要解决了传统下行钻孔内积水对瓦斯压力测量的影响；此外，由于该观测系统采用了电子装置，可以自动对瓦斯压力数据进行周期性的记录、存储和传输，减少了人工数据记录的次数。 其技术解决方案包括: 一种含水煤岩下行钻孔瓦斯压力观测系统，包括透水装置、封堵装置和测压装置，所述透水装置安装在所述钻孔中，用于将钻孔中的水排出；所述封堵装置用于封闭钻孔；所述测压装置用于测定下行钻孔瓦斯压力； 所述透水装置包括圆柱形空腔、可透水的活塞组、送气管道、输油管道和排水管道，所述活塞组位于圆柱形空腔内，活塞组的上方设置有透水孔、两侧分别设置有套置有弹簧的立柱，所述送气管道、输油管道和排水管道均从透水装置内伸出煤岩外，并依次与高压气罐、油压罐和排水电机相连； 所述封堵装置包括由挡板与钻孔形成的一号密封室、二号密封室，所述一号密封室与固化材料输送管道相连，所述固化材料输送管道用于向一号密封室内充填固化充填材料；所述二号密封室与输液管道相连，所述输液管道用于向二号密封室内充填液体充填材料； 所述测压装置包括检测管、压力表和电子装置，所述检测管连接压力表与电子装置，在检测管下部设置有蜂窝状小孔，其底部固设有圆柱形挡板，所述电子装置可连接计算机获取监测到的瓦斯压力数据，并对其进行分析。 作为本专利技术的一个优选方案，上述可透水的活塞组是由若干个活塞组成，每个相邻的活塞之间通过立柱连接，相邻的活塞之间留有空隙。 作为本专利技术的另一个优选方案，上述透水孔为长方形，上述活塞组的大小可封堵上述透水孔。 优选的，位于活塞组两侧的立柱呈非对称设置，上述活塞组内通过输油管道输送高压油，上述活塞组在高压油的作用下可移动，当一侧立柱恰好接触圆柱形空腔内壁时，活塞空隙与透水孔保持完全相通；当活塞组内的高压油泄压后，活塞在套置有弹簧的立柱作用下移向一端，当另一端的立柱恰好接触圆柱形空腔内壁时，活塞恰好完全封闭上述透水孔。 优选的，排水管道伸入透水装置的末端处设置有可过滤杂质的球形水漏。 优选的，上述一号密封室设有两个，二号密封室设有一个。 优选的，上述二号密封室通过输液管道与液体材料压力罐相连，上述输液管道上还设有单向截止阀和蓄能罐，上述单向截止阀用于防止液体充填材料倒流回液体材料压力罐内，上述蓄能罐用于保持液体充填材料的压力始终高于瓦斯压力。 本专利技术提出了一种含水煤岩下行钻孔瓦斯压力观测系统，其主要包括透水装置、封堵装置和测压装置，与现有技术相比，将透水装置安装在钻孔中，用于将钻孔中的水排出；封堵装置用于封闭钻孔，本专利技术在透水装置与封堵装置的结合下，进而选用测压装置进行瓦斯压力测定，该观测系统可将下行钻孔中的积水彻底排出，分别通过等压力条件或压力差条件进行排水，本专利技术观测系统能够较好的克服传统下行钻孔中水对瓦斯压力测定的影响，尤其适用于含水煤岩下行钻孔中对瓦斯压力的测定。 本专利技术观测系统在不开启钻孔或者损失孔内瓦斯压力的情况下，能够及时排除下行钻孔中的积水，以减少孔内积水对瓦斯压力测定的影响，保证瓦斯压力的连续精确的测定。 【附图说明】 下面结合附图对本专利技术做进一步清楚、完整的说明: 图1为本专利技术含水煤岩下行钻孔瓦斯压力观测系统的结构示意图； 图2为含水煤岩下行钻孔瓦斯压力观测系统中透水装置剖面图； 图3为含水煤岩下行钻孔瓦斯压力观测系统中封堵装置剖面图； 图4为图2的俯视图； 图5为含水煤岩下行钻孔瓦斯压力观测系统中测定装置剖面图； 图中，1、钻孔，2、一号密封室，3、二号密封室,4、透水装置,5、透水孔,6、活塞，7、输液管道，8、固化材料输送管道，9、排水管道，10、输油管道，11、送气管道，12、检测管，13、液体材料压力罐，14、单向截止阀，15、蓄能器，16、固化材料压力罐，17、电子装置，18、压力表,19、排水电机，20、高压气罐，21、油压罐，22、水阀。 【具体实施方式】 本专利技术提出了一种含水煤岩下行钻孔瓦斯压力观测系统，为了使本专利技术的优点、技术方案更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本专利技术做进一步清楚、完整的说明。 本专利技术，一种含水煤岩下行钻孔瓦斯压力观测系统，结合图1至图5所示，其包括透水装置4、封堵装置和测压装置。 透水装置4详见图2所示，其包含圆柱空腔、活塞6、套置有弹簧的立柱、透水孔5、送气管道11、输油管道10和排水管道9，送气管道11、输油管道10和排水管道9均从透水装置内伸出煤岩外，并依次与高压气罐20、油压罐21和排水电机19相连； 其中的活塞6通过活塞柱连接成活塞组，活塞与活塞之间存在空隙，以便透水，处于初始状态的活塞6恰好可封闭透水孔5，在活塞组左右两侧分别与两根套置有弹簧的立柱相连，立柱不对称且立柱上套有弹簧，两侧的立柱沿着活塞组的中心呈不对称状，当活塞6在高压油的作用下移动，当一端立柱恰好接触圆柱空腔内壁时，活塞孔隙与透水孔5完全相通。高压油泄压后，活塞在弹簧作用下移向另一端，当另一端立柱恰好接触圆柱空腔内壁时，活塞6恰好完全封闭透水孔5。 透水孔5的形状为长方形，送气管道11详见图2、图4所示，其位置在透水孔5中心偏左，其外部与高压气罐20相连；输油管道10详见图2、图4所示，其位置在透水孔5的中心上方，其外部与油压罐21相连；排水管道9，其位置在透水孔5的中心偏左，其外部与水阀22及排水电机19相连，排水时，为防止杂质等无关物质堵塞排水管，排水管下部设计了一个球型水漏，起到过滤杂质，排水顺畅的作用。 上述封堵装置，详见图3所示，其是由4块圆形挡板与钻孔形成两个一号密封室2和一个二号密封室3，除此，还包括固化材料输送管道8和输液管道7，一号密封室2通过固化材料输送管道8与固化材料压力罐16相连，其内部充填固化充填材料；二号密封室3通过输液管道7与液体材料压力罐13相连，其内部充填液体充填材料。 上述测压装置详见图1、图5所示，由检测管12、压力表18和电子装置17等部件组成，检测管12连接压力表18与电子装置，检测管12其管路下部呈蜂窝状小孔，管路底部固定圆柱形挡板，蜂窝状小孔滤除杂质，以防杂质堵塞检测管，保证瓦斯气流顺利进入压力表18和电子装置17 ;圆柱形挡板长度设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含水煤岩下行钻孔瓦斯压力观测系统，其特征在于：包括透水装置、封堵装置和测压装置，所述透水装置安装在所述钻孔中，用于将钻孔中的水排出；所述封堵装置用于封闭钻孔；所述测压装置用于测定下行钻孔瓦斯压力；所述透水装置包括圆柱形空腔、可透水的活塞组、送气管道、输油管道和排水管道，所述活塞组位于圆柱形空腔内，活塞组的上方设置有透水孔、两侧分别设置有套置有弹簧的立柱，所述送气管道、输油管道和排水管道均从透水装置内伸出煤岩外，并依次与高压气罐、油压罐和排水电机相连；所述封堵装置包括由挡板与钻孔形成的一号密封室、二号密封室，所述一号密封室与固化材料输送管道相连，所述固化材料输送管道用于向一号密封室内充填固化充填材料；所述二号密封室与输液管道相连，所述输液管道用于向二号密封室内充填液体充填材料；所述测压装置包括检测管、压力表和电子装置，所述检测管连接压力表与电子装置，在检测管下部设置有蜂窝状小孔，其底部固设有圆柱形挡板，所述电子装置可连接计算机获取监测到的瓦斯压力数据，并对其进行分析。

【技术特征摘要】
1.一种含水煤岩下行钻孔瓦斯压力观测系统，其特征在于:包括透水装置、封堵装置和测压装置，所述透水装置安装在所述钻孔中，用于将钻孔中的水排出；所述封堵装置用于封闭钻孔；所述测压装置用于测定下行钻孔瓦斯压力； 所述透水装置包括圆柱形空腔、可透水的活塞组、送气管道、输油管道和排水管道，所述活塞组位于圆柱形空腔内，活塞组的上方设置有透水孔、两侧分别设置有套置有弹簧的立柱，所述送气管道、输油管道和排水管道均从透水装置内伸出煤岩外，并依次与高压气罐、油压罐和排水电机相连； 所述封堵装置包括由挡板与钻孔形成的一号密封室、二号密封室，所述一号密封室与固化材料输送管道相连，所述固化材料输送管道用于向一号密封室内充填固化充填材料；所述二号密封室与输液管道相连，所述输液管道用于向二号密封室内充填液体充填材料； 所述测压装置包括检测管、压力表和电子装置，所述检测管连接压力表与电子装置，在检测管下部设置有蜂窝状小孔，其底部固设有圆柱形挡板，所述电子装置可连接计算机获取监测到的瓦斯压力数据，并对其进行分析。2.根据权利要求1所述的含水煤岩下行钻孔瓦斯压力观测系统，其特征在于:所述可透水的活塞组是由若干个活塞组成，每个相邻的活塞之间通过立柱连...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟韬，宋文成，申建军，刘士亮，穆殿瑞，谢祥祥，张茂鹏，吕斌，宰慧，董文程，赵春波，刘超，范龙，邱磊，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37