一种下向钻孔瓦斯压力测定封堵系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种下向钻孔瓦斯压力测定封堵系统，涉及煤矿开采技术领域。其包括砂浆处理装置、钻管出浆装置、微细粉料输出装置及钻孔测压装置；砂浆处理装置，用于向钻管出浆装置提供浆液；钻管出浆装置包括位于钻管首部的第一圆柱空腔管、位于钻管中部的第二圆柱空腔管及位于钻管尾部的第三圆柱空腔管；在第一圆柱空腔管及第三圆柱空腔管内均填充有吸水膨胀剂；砂浆处理装置用于向第一圆柱空腔管和第三圆柱空腔管中提供浆液，微细粉料输出装置用于向第二圆柱空腔管中提供粉料；钻孔测压装置，用于对钻孔中的压力进行实时测定。本实用新型专利技术通过对钻孔进行三次封堵，从而达到良好的封堵效果，且操作简便。且操作简便。且操作简便。

【技术实现步骤摘要】
一种下向钻孔瓦斯压力测定封堵系统


[0001]本技术涉及煤矿开采
，具体涉及一种下向钻孔瓦斯压力测定封堵系统。

技术介绍

[0002]根据国内的地质构造条件了解到，中国的绝大多数煤矿是高瓦斯或突出矿井，因此在发生的七大矿井灾害事故——水灾、火灾、瓦斯灾害、粉尘灾害、顶板事故、高温热害、冲击地压中，瓦斯灾害占重要比例。矿井瓦斯事故严重制约着煤矿的安全生产。在瓦斯灾害中，瓦斯压力在煤与瓦斯突出事故形成和发展过程中起重要致因作用。所以，准确测定煤层瓦斯压力对于预测瓦斯灾害以及制定准确有效的瓦斯防治措施等都具有重要的意义，也是保障煤矿安全生产的重要条件之一。
[0003]在进行瓦斯测压时，现场尽可能采用成孔率较高的上向孔，但由于地质条件、巷道布置或影响生产等原因的限制，可能没有煤层底板巷打上行钻孔测压的有利条件，只能在煤巷下行打钻。
[0004]目前国内在下向钻孔测压封孔中常用技术主要有水泥砂浆封孔法、聚氨酯封孔法、“两堵一注”带压封孔法和二次封孔法。一般情况下，水泥砂浆封孔法主要针对煤层周围没有地质构造、岩层稳定且无水的情况，其适用性强、成本低、操作简单、封孔深度长。“两堵一注”带压注浆方法的优点是实现了钻孔壁注浆，浆液固结后支护钻孔；从理论上讲，如果注浆压力足够大，浆液在膨胀力的作用下进入钻孔壁裂隙进行封堵，凝固后的注浆材料的膨胀力可以接近地应力，可以使钻孔封孔段周围形成高应力区，减少漏气通道，提高封孔段的密闭性。二次封孔法的优点是：微细膨胀粉料进入钻孔周边的裂隙后，能够有效减少钻孔周边煤体的漏气通道。
[0005]现有技术中的封孔技术如：
[0006]CN109630061A公开了一种煤矿井下导水钻孔封堵器，包括空心管体、聚氨酯管、圆形金属垫片、紧固螺母、固管圆环、导向头、注液管、注浆管、水管、液体加压装置、泥浆加压装置，水压表，导向头通过螺纹固定于空心管体的前端，四个聚氨酯管通过圆形金属垫片、紧固螺母固定在空心管体上，注液管、注浆管、水管位于空心管体内部，注液管外连液体加压装置，注浆管外连泥浆加压装置，水管外连水压表。
[0007]CN209780834U公开了一种煤矿瓦斯抽采钻孔封堵结构，包括抽气管，抽气管表面的一侧开设有若干抽气孔，抽气管远离若干抽气孔的一端固定连接有螺纹接口，抽气管表面靠近若干抽气孔的一侧固定连接有固定机构，固定机构远离若干抽气孔的一侧开设有环形滑孔，环形滑孔的内部滑动连接有环形活塞。该煤矿瓦斯抽采钻孔封堵结构，通过设置了固定机构，且固定机构的表面转动连接有固定刺，能够使使用者通过将固定刺升起刺入抽采孔的内壁上来固定住固定机构，从而固定住整个封堵结构，防止了抽采孔内气压推出封堵结构问题的发生。
[0008]上述现有技术中的封堵器在一定程度上均可以实现封堵，但其还存在局限性，例
如在复杂煤层条件下难以完全封堵钻孔以及其周边裂隙，浆液和水流入孔底，阻碍瓦斯正常解吸，造成测量误差。

技术实现思路

[0009]本技术所要解决的技术问题：解决复杂煤层条件下封堵效果差的技术问题，且需进行下向钻孔测压的情况。
[0010]为解决上述技术问题，本技术的目的在于提供一种下向钻孔瓦斯压力测定封堵系统，其通过对钻孔进行三次封堵，从而达到良好的封堵效果，且操作简便，适用于煤层条件复杂，需进行下向钻孔测压的情况，可有效的减少孔底积水，减少由其造成的测定瓦斯压力值误差。
[0011]一种下向钻孔瓦斯压力测定封堵系统，包括砂浆处理装置、钻管出浆装置、微细粉料输出装置及钻孔测压装置；
[0012]所述的砂浆处理装置，用于向所述的钻管出浆装置提供浆液；
[0013]所述的微细粉料输出装置，用于向所述的钻管出浆装置提供粉料；
[0014]所述的钻管出浆装置，其包括钻管、位于所述钻管首部的第一圆柱空腔管、位于所述钻管中部的第二圆柱空腔管及位于所述钻管尾部的第三圆柱空腔管；
[0015]在所述的第一圆柱空腔管及第三圆柱空腔管内均填充有吸水膨胀剂；
[0016]所述的砂浆处理装置用于向所述的第一圆柱空腔管和第三圆柱空腔管中提供浆液，所述的微细粉料输出装置用于向所述的第二圆柱空腔管中提供粉料；
[0017]所述的钻孔测压装置，用于对钻孔中的压力进行实时测定。
[0018]作为本技术的一个优选方案，上述的砂浆处理装置包括离心除水台、支架及加压装置，上述的离心除水台位于上述支架的上方，上述的离心除水台通过浆液输入管连接有砂浆混凝装置，上述的离心除水台用于对砂浆混凝装置中的砂浆进行离心处理，经离心处理后所得浆液经上述的加压装置进行加压，并将其输送至上述的第一圆柱空腔管和第三圆柱空腔管。
[0019]作为本技术的另一个优选方案，上述的离心除水台包括圆盘体及位于上述圆盘体周向上的若干环形孔，当上述的离心除水台做离心运动时，废水从上述的环形孔中排出。
[0020]进一步的，上述的钻管出浆装置还包括压力感应阀门，上述的压力感应阀门设置在上述的离心除水台与上述的第一圆柱空腔管、上述的离心除水台与上述的第三圆柱空腔管连接的管道上。
[0021]进一步的，上述的钻孔测压装置包括测压管、金属钻杆、压力表及计算机，上述的测压管伸入上述的钻孔中，上述的压力表与上述的测压管连接，上述的测压管将监测到的数据传输至上述的计算机。
[0022]与现有技术相比，本技术带来了以下有益技术效果：
[0023]本技术提供的一种下向钻孔瓦斯压力测定封堵系统，其钻管出浆装置包括钻管、位于钻管首部的第一圆柱空腔管、位于钻管中部的第二圆柱空腔管及位于钻管尾部的第三圆柱空腔管，通过对第一圆柱空腔管、第二圆柱空腔管及第三圆柱空腔管的位置进行限定，其可以在钻管的首尾进行浆料与吸水膨胀剂混合封堵，在钻管的中部充入粉料实现
第三次封堵。
[0024]与钻管出浆装置配合使用的砂浆处理装置，其通过离心除水台将砂浆混凝装置输送的砂浆进行离心处理，其中的废水从离心除水台的环形孔中排出，剩余的浆液可用于第一圆柱空腔管和第三圆柱空腔管中，经过离心除水台处理后的浆液其更加紧固，封堵效果更好。
附图说明
[0025]下面结合附图对本技术做进一步说明：
[0026]图1为本技术一种下向钻孔瓦斯压力测定封堵系统的结构示意图；
[0027]图2为本技术离心除水台的结构示意图；
[0028]图3为本技术钻杆结构示意图；
[0029]图中：
[0030]1-砂浆处理装置；2-钻管出浆装置；3-微细粉料输出装置；4-钻孔测压装置；5-离心除水台；6-支架；7-浆液输出管；8-圆柱空腔管；9，10-浆液膨胀室；11-微细粉料膨胀室；12
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过渡室；13-微细粉料输出管；14-第二圆柱空腔管；15-吸水膨胀剂；16-测压管；17-压力感应阀门；18-压力表；19-煤层；20-电机；21-旋转盘；22-砂浆处理盘；23-砂浆输入管；24<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种下向钻孔瓦斯压力测定封堵系统，包括砂浆处理装置、钻管出浆装置、微细粉料输出装置及钻孔测压装置，其特征在于：所述的砂浆处理装置，用于向所述的钻管出浆装置提供浆液；所述的微细粉料输出装置，用于向所述的钻管出浆装置提供粉料；所述的钻管出浆装置，其包括钻管、位于所述钻管首部的第一圆柱空腔管、位于所述钻管中部的第二圆柱空腔管及位于所述钻管尾部的第三圆柱空腔管；在所述的第一圆柱空腔管及第三圆柱空腔管内均填充有吸水膨胀剂；所述的砂浆处理装置用于向所述的第一圆柱空腔管和第三圆柱空腔管中提供浆液，所述的微细粉料输出装置用于向所述的第二圆柱空腔管中提供粉料；所述的钻孔测压装置，用于对钻孔中的压力进行实时测定。2.根据权利要求1所述的一种下向钻孔瓦斯压力测定封堵系统，其特征在于：所述的砂浆处理装置包括离心除水台、支架及加压装置，所述的离心除水台位于所述支架的上方，所述的离心除水台通过浆液输入管连接有砂浆混凝装置，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张孝强，尹江江，刘石山，赵新海，李旭，张武林，胡博林，潘园园，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：新型
国别省市：