一种煤层瓦斯压力多点-精准测定装置及其工作方法制造方法及图纸

技术编号:30702481 阅读:31 留言:0更新日期:2021-11-06 09:41
一种煤层瓦斯压力多点

【技术实现步骤摘要】
一种煤层瓦斯压力多点

精准测定装置及其工作方法


[0001]本专利技术涉及煤矿瓦斯压力测试
,具体的说,涉及一种煤层瓦斯压力多点

精准测定装置及其工作方法。

技术介绍

[0002]现行的煤层瓦斯压力直接测试方法主要依赖于对钻孔的高效密封,通过形成测压室来获取煤层的瓦斯压力。其中,常用的瓦斯测压封孔方法有:黄泥

粘土封孔测压法、胶圈封孔器测压法、“两堵一注”封孔测压法、全孔段注浆

扫孔

封孔测压法,上述封孔测压方法只能形成一个测压室,一旦发生测压室测高压气体渗漏,那么就会导致严重的测压误差,进而导致测不出、测不准煤层瓦斯压力。虽然有测压方法通过向测压室补入氮气来缩短,测压室气体压力恢复的时间,但是同样可能存在气体渗漏的问题,一旦测压室发生气体渗漏,尽管测压室压力恢复的时间缩短,但是测压误差仍然没有被消除。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种煤层瓦斯压力多点

精准测定装置及其工作方法,本专利技术能够一次性测得煤层中的多点瓦斯压力、解决煤层瓦斯压力测定过程中存在的气体渗漏问题,提高煤层瓦斯压力测定结果的精准度,实现煤层瓦斯压力测定过程的自动控制。
[0004]为实现上述目的,本专利技术采用如下技术方案:一种煤层瓦斯压力多点

精准测定装置,包括N组封孔单元、注浆单元和测压调控单元,N≧2,煤层中钻设有测压孔,N组封孔单元自测压孔的孔底向孔口方向间隔排列设置在测压孔内且首尾依次连接, N组封孔单元注浆后对测压孔进行密封并将测压孔内部分隔形成N个测压气室,注浆单元分别与N组封孔单元连接,测压调控单元分别与N个测压气室连接。
[0005]注浆单元包括封孔注浆泵和堵漏注浆泵,封孔注浆泵的出浆口连接有第一注浆管,堵漏注浆泵的出浆口连接有第二注浆管,第一注浆管和第二注浆管上均设置有截止阀。
[0006]每组封孔单元均包括多孔管和M个注浆囊袋,M≧3,多孔管内设置有封孔注浆通道、堵漏注浆通道和N条测压通道,各个注浆囊袋均同轴包覆固定在多孔管的外部,各个注浆囊袋内的多孔管上均设置有与封孔注浆通道连通的第一注浆孔,第一注浆孔中安设有第一单向阀,所有的注浆囊袋注浆后,各个注浆囊袋之间形成M

1个环形槽,其中至少选取一个环形槽作为堵漏注浆槽,其余的环形槽作为封孔注浆槽,堵漏注浆槽内的多孔管上设置有与堵漏注浆通道连通的第二注浆孔,第二注浆孔中安设有第二单向阀,各个封孔注浆槽内的多孔管上均设置与封孔注浆通道连通的第三注浆孔,第三注浆孔中安设有爆破阀,自测压孔的孔底向孔口方向排列的各个第一单向阀的设定阻力逐渐增大且均小于爆破阀的开启压力,爆破阀的开启压力大于0.6Mpa;相邻的两根多孔管的连接处通过套管连接,套管的两端通过胶粘或活接螺旋丝分别固定套在相邻的两根多孔管的相邻端外部,相邻的两根多孔管上的封孔注浆通道、堵漏
注浆通道和N条测压通道分别一一对应并通过快插管件连接,快插管件的两端设置密封圈;位于测压孔内最外侧封孔单元的封孔注浆通道的外端与第一注浆管的出浆口连接,位于测压孔内最外侧封孔单元的堵漏注浆通道的外端与第二注浆管的出浆口连接,各个测压气室内的多孔管上分别对应设置有一个与相应的一个测压通道连通的通气孔,位于测压孔内最外侧封孔单元的各个测压通道的外端均与测压调控单元连接。
[0007]每组封孔单元均包括封孔注浆管、多孔管和M个注浆囊袋,M≧3,封孔注浆管和多孔管并排设置,多孔管内设置有堵漏注浆通道和N条测压通道,各个注浆囊袋均同轴包覆固定在多孔管的外部,封孔注浆管依次贯穿连接各个注浆囊袋,各个注浆囊袋内的封孔注浆管上均设置有第一注浆孔,第一注浆孔中安设有第一单向阀,所有的注浆囊袋注浆后,各个注浆囊袋之间形成M

1个环形槽,其中至少选取一个环形槽作为堵漏注浆槽,其余的环形槽作为封孔注浆槽,堵漏注浆槽内的多孔管上设置有与堵漏注浆通道连通的第二注浆孔,第二注浆孔中安设有第二单向阀,各个封孔注浆槽内的封孔注浆管上均设置有第三注浆孔,第三注浆孔中安设有爆破阀,自测压孔的孔底向孔口方向排列的各个第一单向阀的设定阻力逐渐增大且均小于爆破阀的开启压力,爆破阀的开启压力大于0.6Mpa;相邻的两根多孔管的连接处均通过套管连接,套管的两端通过胶粘或活接螺旋丝分别固定套在相邻的两根多孔管的相邻端外部,相邻的两根多孔管上的堵漏注浆通道和N条测压通道分别一一对应并通过快插管件连接,快插管件的两端设置密封圈,相邻的两根封孔注浆管的连接处通过直通固定连接;位于测压孔内最外侧封孔单元的封孔注浆管的外端与第一注浆管的出浆口连接,位于测压孔内最外侧封孔单元的堵漏注浆通道的外端与第二注浆管的出浆口连接,各个测压气室内的多孔管上分别对应设置有一个与相应的一个测压通道连通的通气孔,位于测压孔内最外侧封孔单元的各个测压通道的外端均与测压调控单元连接。
[0008]每组封孔单元均包括封孔注浆管、堵漏注浆管、多孔管和M个注浆囊袋,M≧3,各个注浆囊袋均同轴包覆固定在多孔管的外部,封孔注浆管和堵漏注浆管均依次贯穿连接各个注浆囊袋,各个注浆囊袋内的封孔注浆管上均设置有第一注浆孔,第一注浆孔中安设有第一单向阀,所有的注浆囊袋注浆后,各个注浆囊袋之间形成M

1个环形槽,其中至少选取一个环形槽作为堵漏注浆槽,其余的环形槽作为封孔注浆槽,堵漏注浆槽内的堵漏注浆管上设置有第二注浆孔,第二注浆孔中安设有第二单向阀,各个封孔注浆槽内的封孔注浆管上均设置有第三注浆孔,第三注浆孔中安设有爆破阀,自测压孔的孔底向孔口方向排列的各个第一单向阀的设定阻力逐渐增大且均小于爆破阀的开启压力,爆破阀的开启压力大于0.6Mpa;相邻的两根多孔管的连接处均通过套管连接,套管的两端通过胶粘或活接螺旋丝分别固定套在相邻的两根多孔管的相邻端外部,相邻的两根多孔管上的N条测压通道分别一一对应并通过快插管件连接,快插管件的两端设置密封圈,相邻的两根封孔注浆管的连接处以及相邻的两根堵漏注浆管的连接处均通过直通固定连接;位于测压孔内最外侧封孔单元的封孔注浆管的外端与第一注浆管的出浆口连接,位于测压孔内最外侧封孔单元的堵漏注浆管的外端与第二注浆管的出浆口连接,各个测压气室内的多孔管上分别对应设置有一个与相应的一个测压通道连通的测压孔,位于测压孔内最外侧封孔单元的各个测压通道的外端均与测压调控单元连接。
[0009]测压调控单元包括高压补气瓶、防爆PLC控制器和防爆电源,高压补气瓶的出气口连接有主气管,主气管上沿气体流动方向依次设置有第一高压气阀和N根分支气管,N根分支气管的出气口分别对应与位于测压孔内最外侧封孔单元的N条测压通道的外端连接,各根分支气管上均沿气体流动方向依次设置有第二高压气阀、第一防爆高压电磁阀、与外界连通的泄气支管、防爆气压传感器和防爆气压表,泄气支管上设置有第二防爆高压电磁阀,防爆PLC控制器分别通过一个防爆中间继电器与各个第一防爆高压电磁阀和各个第二防爆高压电磁阀信号连接,防爆电本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤层瓦斯压力多点

精准测定装置,其特征在于:包括N组封孔单元、注浆单元和测压调控单元,N≧2,煤层中钻设有测压孔,N组封孔单元自测压孔的孔底向孔口方向间隔排列设置在测压孔内且首尾依次连接, N组封孔单元注浆后对测压孔进行密封并将测压孔内部分隔形成N个测压气室,注浆单元分别与N组封孔单元连接,测压调控单元分别与N个测压气室连接。2.根据权利要求1所述的煤层瓦斯压力多点

精准测定装置,其特征在于:注浆单元包括封孔注浆泵和堵漏注浆泵,封孔注浆泵的出浆口连接有第一注浆管,堵漏注浆泵的出浆口连接有第二注浆管,第一注浆管和第二注浆管上均设置有截止阀。3.根据权利要求2所述的煤层瓦斯压力多点

精准测定装置,其特征在于:每组封孔单元均包括多孔管和M个注浆囊袋,M≧3,多孔管内设置有封孔注浆通道、堵漏注浆通道和N条测压通道,各个注浆囊袋均同轴包覆固定在多孔管的外部,各个注浆囊袋内的多孔管上均设置有与封孔注浆通道连通的第一注浆孔,第一注浆孔中安设有第一单向阀,所有的注浆囊袋注浆后,各个注浆囊袋之间形成M

1个环形槽,其中至少选取一个环形槽作为堵漏注浆槽,其余的环形槽作为封孔注浆槽,堵漏注浆槽内的多孔管上设置有与堵漏注浆通道连通的第二注浆孔,第二注浆孔中安设有第二单向阀,各个封孔注浆槽内的多孔管上均设置与封孔注浆通道连通的第三注浆孔,第三注浆孔中安设有爆破阀,自测压孔的孔底向孔口方向排列的各个第一单向阀的设定阻力逐渐增大且均小于爆破阀的开启压力,爆破阀的开启压力大于0.6Mpa;相邻的两根多孔管的连接处通过套管连接,套管的两端通过胶粘或活接螺旋丝分别固定套在相邻的两根多孔管的相邻端外部,相邻的两根多孔管上的封孔注浆通道、堵漏注浆通道和N条测压通道分别一一对应并通过快插管件连接,快插管件的两端设置密封圈;位于测压孔内最外侧封孔单元的封孔注浆通道的外端与第一注浆管的出浆口连接,位于测压孔内最外侧封孔单元的堵漏注浆通道的外端与第二注浆管的出浆口连接,各个测压气室内的多孔管上分别对应设置有一个与相应的一个测压通道连通的通气孔,位于测压孔内最外侧封孔单元的各个测压通道的外端均与测压调控单元连接。4.根据权利要求2所述的煤层瓦斯压力多点

精准测定装置,其特征在于:每组封孔单元均包括封孔注浆管、多孔管和M个注浆囊袋,M≧3,封孔注浆管和多孔管并排设置,多孔管内设置有堵漏注浆通道和N条测压通道,各个注浆囊袋均同轴包覆固定在多孔管的外部,封孔注浆管依次贯穿连接各个注浆囊袋,各个注浆囊袋内的封孔注浆管上均设置有第一注浆孔,第一注浆孔中安设有第一单向阀,所有的注浆囊袋注浆后,各个注浆囊袋之间形成M

1个环形槽,其中至少选取一个环形槽作为堵漏注浆槽,其余的环形槽作为封孔注浆槽,堵漏注浆槽内的多孔管上设置有与堵漏注浆通道连通的第二注浆孔,第二注浆孔中安设有第二单向阀,各个封孔注浆槽内的封孔注浆管上均设置有第三注浆孔,第三注浆孔中安设有爆破阀,自测压孔的孔底向孔口方向排列的各个第一单向阀的设定阻力逐渐增大且均小于爆破阀的开启压力,爆破阀的开启压力大于0.6Mpa;相邻的两根多孔管的连接处均通过套管连接,套管的两端通过胶粘或活接螺旋丝分别固定套在相邻的两根多孔管的相邻端外部,相邻的两根多孔管上的堵漏注浆通道和N条测压通道分别一一对应并通过快插管件连接,快插管件的两端设置密封圈,相邻的两根封孔注浆管的连接处通过直通固定连接;
位于测压孔内最外侧封孔单元的封孔注浆管的外端与第一注浆管的出浆口连接,位于测压孔内最外侧封孔单元的堵漏注浆通道的外端与第二注浆管的出浆口连接,各个测压气室内的多孔管上分别对应设置有一个与相应的一个测压通道连通的通气孔,位于测压孔内最外侧封孔单元的各个测压通道的外端均与测压调控单元连接。5.根据权利要求2所述的煤层瓦斯压力多点

精准测定装置,其特征在于:每组封孔单元均包括封孔注浆管、堵漏注浆管、多孔管和M个注浆囊袋,M≧3,各个注浆囊袋均同轴包覆固定在多孔管的外部,封孔注浆管和堵漏注浆管均依次贯穿连接各个注浆囊袋,各个注浆囊袋内的封孔注浆管上均设置有第一注浆孔,第一注浆孔中安设有第一单向阀,所有的注浆囊袋注浆后,各个注浆囊袋之间形成M

1个环形槽,其中至少选取一个环形槽作为堵漏注浆槽,其余的环形槽作为封孔注浆槽,堵漏注浆槽内的堵漏注浆管上设置有第二注浆孔,第二注浆孔中安设有第二单向阀,各个封孔注浆槽内的封孔注浆管上均设置有第三注浆孔,第三注浆孔中安设有爆破阀,自测压孔的孔底向孔口方向排列的各个第一单向阀的设定阻力逐渐增大且均小于爆破阀的开启压力,爆破阀的开启压力大于0.6Mpa;相邻的两根多孔管的连接处均通过套管连接,套管的两端通过胶粘或活接螺旋丝分别固定套在相邻的两根多孔管的相邻端外部,相邻的两根多孔管上的N条测压通道分别一一对应并通过快插管件连接,快插管件的两端设置密封圈,相邻的两根封孔注浆管的连接处以及相邻的两根堵漏注浆管的连接处均通过直通固定连接;位于测压孔内最外侧封孔单元的封孔注浆管的外端与第一注浆管的出浆口连接,位于测压孔内最外侧封孔单元的堵漏注浆管的外端与第二注浆管的出浆口连接,各个测压气室内的多孔管上分别对应设置有一个与相应的一个测压通道连通的测压孔,位于测压孔内最外侧封孔单元的各个测压通道的外端均与测压调控单元连接。6.根据权利要求3所述的煤层瓦斯压力多点

精准测定装置,其特征在于:测压调控单元包括高压补气瓶、防爆PLC控制器和防爆电源,高压补气瓶的出气口连接有主气管,主气管上沿气体流动方向依次设置有第一高压气阀和N根分支气管,N根分支气管的出气口分别对应与位于测压孔内最外侧封孔单元的各个测压通道的外端连接,各根分支气管上均沿气体流动方向依次设置有第二高压气阀、第一防爆高压电磁阀、与外界连通的泄气支管、防爆气压传感器和防爆气压表,泄气支管上设置有第二防爆高压电磁阀,防爆PLC控制器分别通过一个防爆中间继电器与各个第一防爆高压电磁阀和各个第二防爆高压电磁阀信号连接,防爆电源分别为防爆PLC控制器、各个第一防爆高压电磁阀、各个第二防爆高压电磁阀和各个防爆中间继电器供电,防爆PLC控制器分别与各个防爆气压传感器信号连接。7.根据权利要求6所述的煤层瓦斯压力多点

精准测定装置的工作方法,其特征在于:具体包括以下步骤:S1:首先将N组封孔单元、注浆单元及测压调控单元的各个部件进行连接;S2:启动封孔注浆泵和堵漏注浆泵,通过N组封孔单元对测压孔进行密封,形成N个气室;S3:根据邻近矿井、临近工作面的瓦斯压力值,预估所测地点的煤层瓦斯压力,开启第一高压气阀和各个第二高压气阀,同...

【专利技术属性】
技术研发人员:王志明孙玉宁张硕丁立培孙志东宋维宾
申请(专利权)人:河南理工大学
类型:发明
国别省市:

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