CN107939382A - 瓦斯压力测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的瓦斯压力测试装置，包括排水管、储水罐、测压管、压力表和封孔部件；测压管的中间段位于封孔部件内部，测压管的第一段和第二段位于封孔部件的外部，封孔部件用于卡设在下向孔的孔口，以使下向孔形成密闭空间；测压管的第一段的端口与压力表连接，测压管的第二段用于插设于密闭空间中；排水管的中间段位于封孔部件的内部，排水管的第一段和第二段位于封孔部件的外部；排水管的第一段的端口位于储水罐中液面以下，排水管的第二段用于插设于密闭空间中；排水管的第二段的长度大于测压管的第二段的长度。本发明提供的瓦斯压力测试装置，解决了含水岩层下向孔瓦斯压力测试时孔内积水导致测压不准、堵塞压力表的问题。

Description

瓦斯压力测试装置

技术领域

本发明涉及煤矿技术领域，尤其涉及一种瓦斯压力测试装置。

背景技术

瓦斯压力是煤层瓦斯基础参数之一，对于预测瓦斯灾害程度及制定相应瓦斯防治措施至关重要，因此，瓦斯矿井必须进行瓦斯压力测定。

目前，我国最常用和最可靠的测定煤层瓦斯压力的方法是直接测定法。用钻机由岩层巷道或煤层巷道向预定测量煤层瓦斯压力的地点打一钻孔，然后在钻孔中放置测压管再将钻孔严密封闭堵塞，并将压力表和测压管相连来测量瓦斯压力。

然而，在一些特殊情况下需要打下向孔来测量瓦斯压力，而下向孔容易积水，积水一旦进入瓦斯压力表，就会造成测压不准，甚至损坏瓦斯压力表。

发明内容

本发明提供一种瓦斯压力测试装置，用以解决含水岩层下向孔瓦斯压力测试时孔内积水导致测压不准、堵塞压力表的问题。

本发明提供待测瓦斯压力测试装置，包括：排水管、储水罐、测压管、压力表和封孔部件；

所述测压管的中间段位于所述封孔部件内部，所述测压管的第一段和第二段位于所述封孔部件的外部，所述封孔部件用于卡设在下向孔的孔口，以使所述下向孔形成密闭空间；

所述测压管的第一段的端口与所述压力表连接，所述测压管的第二段用于插设于所述密闭空间中；

所述排水管的中间段位于所述封孔部件的内部，所述排水管的第一段和第二段位于所述封孔部件的外部；

所述排水管的第一段的端口位于所述储水罐中液面以下，所述排水管的第二段用于插设于所述密闭空间中；其中，所述排水管的第二段的长度大于所述测压管的第二段的长度。

可选的，所述封孔部件上设置有第一安装孔，所述测压管的中间段位于所述第一安装孔内。

可选的，所述封孔部件上还设置有第二安装孔，所述排水管的中间段位于所述第二安装孔内。

可选的，所述封孔部件包括第一档板、第二挡板和填充物，所述填充物填充在所述第一挡板和所述第二挡板之间；

所述第一安装孔和所述第二安装孔贯穿所述第一档板、所述第二挡板和所述填充物。

可选的，所述储水罐侧壁上设置有排水口。

可选的，所述排水口处设置有放水阀。

可选的，所述储水罐上设置有水位计，所述水位计的一端与所述储水罐的侧壁连通，另一端与所述储水罐的底端连通。

可选的，所述储水罐侧壁上设置有液面下限刻度线。

可选的，所述测压管的第一段上设置有控制阀。

可选的，所述填充物为水泥、聚氨酯材料中的任意一种。

本发明提供的瓦斯压力测试装置，包括：排水管、储水罐、测压管、压力表和封孔部件；测压管的中间段位于封孔部件内部，测压管的第一段和第二段位于封孔部件的外部，封孔部件用于卡设在下向孔的孔口，以使下向孔形成密闭空间；测压管的第一段的端口与压力表连接，测压管的第二段用于插设于密闭空间中；排水管的中间段位于封孔部件的内部，排水管的第一段和第二段位于封孔部件的外部；排水管的第一段的端口位于储水罐中液面以下，排水管的第二段用于插设于密闭空间中；其中，排水管的第二段的长度大于测压管的第二段的长度。通过本发明提供的瓦斯压力测试装置，可以及时将下向孔内积水排出，解决了含水岩层下向孔瓦斯压力测试时孔内积水导致测压不准、堵塞压力表的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的瓦斯压力测试装置的一结构示意图；

图2为图1所示装置的安装结构示意图；

图3为本发明提供的瓦斯压力测试装置的另一结构示意图；

图4为图3所示装置的安装结构示意图。

附图标记说明：

10-下向孔；

11-排水管；

12-储水罐；

13-测压管；

14-压力表；

15-封孔部件；

151-第一安装孔；

152-第二安装孔；

153-第一档板；

154-第二档板；

155-填充物；

121-排水口；

122-放水阀；

123-水位计；

124-液面下限刻度线；

131-控制阀。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

瓦斯气体，是一种主要成分是烷烃的易爆炸的气体，其中，甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气，以及微量的多性气体，如氦和氩等，而煤矿瓦斯，也即煤层瓦斯或煤层气，是从煤和围岩中逸出的甲烷、二氧化碳和氮等组成的混合气体，瓦斯是煤矿生产中的有害因素，它不仅污染空气，而且当空气中瓦斯含量为5％～16％时，遇火会引起爆炸，造成事故，因此，要做好预防瓦斯爆炸的工作，例如经常测量巷道空气中的瓦斯含量，测量瓦斯涌出量，并采取有效通风、严禁烟火、预先抽放、开采保护层、人工突出等措施，以保障煤矿生产的安全。

煤层空隙内气体分子自由热运动撞击产生煤层瓦斯压力，在一个点上力的各向大小相等，方向与空隙的壁垂直。目前，瓦斯压力测定方法是：自井下巷道内打钻进入煤层，在钻孔中，密封一根刚性导气管，实测管内稳定的气压，即为瓦斯压力。在进行瓦斯矿井的瓦斯压力测定时，钻孔类型有水平孔、上向孔和下向孔，其中，水平孔及上向孔中不易积水，用以上方法测量瓦斯压力较准确，但是，下向孔内容易积水，积水一旦进入瓦斯压力表，就会造成测压不准，甚至损坏瓦斯压力表，因此，有必要采取措施消除下向孔积水对瓦斯压力测试的影响。本发明针对现有技术中存在的以上问题，提供了一种瓦斯压力测试装置，用于测试煤层瓦斯压力，特别的，本发明提供的瓦斯压力测试装置，在对下向孔瓦斯压力的准确测量中取得了很好的效果。

下面以具体地实施例对本发明的技术方案以及本发明的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本发明的实施例进行描述。

图1为本发明提供的瓦斯压力测试装置的一结构示意图，图2为图1所示装置的安装结构示意图，如图1所示，本发明提供的瓦斯压力测试装置，包括：排水管11、储水罐12、测压管13、压力表14和封孔部件15。

测压管13的中间段位于封孔部件15内部，测压管13的第一段和第二段位于封孔部件15的外部，封孔部件15用于卡设在下向孔的孔口，以使下向孔10形成密闭空间；

测压管13的第一段的端口与压力表14连接，测压管13的第二段用于插设于密闭空间中；

排水管11的中间段位于封孔部件15的内部，排水管11的第一段和第二段位于封孔部件15的外部；

排水管11的第一段的端口位于储水罐12中液面以下，排水管11的第二段用于插设于密闭空间中；其中，排水管11的第二段的长度大于测压管13的第二段的长度。

具体的，测压管13、排水管11、封孔部件15的材质可以为塑料，可以为钢材中的任意一种，只要保证测压管13和排水管11能承受一定的压力即可，测压管13和排水管11横截面形状可以为长方形、正方形、圆形等形状中的任意一种，为了使得瓦斯气从测压管13中流通顺畅，或者为了使下向孔内积水从排水管11中顺畅流出，可以选用圆形管道，测压管13和排水管11的内壁可以做光滑处理，本实施例对测压管13和排水管11横截面形状及其所用材料不做具体限定。封孔部件15的形状类似圆柱体状，其直径与下向孔的孔径匹配，可以与下向孔通过过盈配合连接，使封孔部件15可以卡设在下向孔的孔口，进而使下向孔中形成密闭空间，防止瓦斯气体外泄。

可选的，如图2所示，封孔部件15上可以开设两个通孔，通孔的横截面形状只要与测压管13和排水管11横截面形状保持一致即可，测压管13的一端穿过封孔部件15上的一个通孔，伸进下向孔10中，排水管11的一端穿过封孔部件15上的另外一个通孔，伸进下向孔10中，由此，测压管13和排水管11的中间部位均位于封孔部件15内部，测压管13的一端伸进下向孔10中，另一段的端口位置连接有压力表14，排水管11的一端伸进下向孔10中，另一端插设于储水罐12中，需要说明的是，排水管11插设于储水罐12中的一端需位于储水罐12中液体的液面一下，以使封孔部件15、测压管13、排水管11与下向孔10形成的密闭空间中的瓦斯气体不会通过排水管11外泄。另外，为了保证形成的密闭空间具有良好的密封性，可以分别在测压管13与封孔部件15的一个通孔之间、在排水管11与封孔部件15的另一个通孔之间做相应的处理，例如，当测压管13、排水管11和封孔部件15均选用钢材时，可以将测压管13插入封孔部件15的一个通孔内，使测压管13中间段位于封孔部件15内，在封孔部件15一个通孔的两端将测压管13焊接在封孔部件15上，同理，在封孔部件15的另一个通孔两端将排水管11焊接在封孔部件15上，将焊接为一体的测压管13、排水管11和封孔部件15一体卡设在下向孔10的孔口。

另外，还需要说明的是，排水管11可以设置与测压管13的上方、下方、前方、后方、左边、右边方位的任意一种，但排水管11位于封孔部件15的外部且延伸至下向孔10中的长度必须大于测压管13位于封孔部件15的外部且延伸至下向孔10中的长度，换句话说，排水管11伸进下向孔10中的深度大于测压管13伸进下向孔10中的深度，这样才能保证下向孔10中的积水在瓦斯气压力的作用下进入排水管11而不进入测压管13中。

还需要说明的是，储水罐12的材质可以为塑料，可以为钢材中的任意一种，储水罐12的口径可大可小，只要能起到储水的作用即可，本实施例对储水罐12的材质、形状和大小均不做具体限定，但是储水罐12中须一直有水存在，且要保证排水管11的第一段的端口位于储水罐12中水面以下，这样，利用液相密封原理，避免了排水管11与外界大气连通，使上述密闭空间中的瓦斯气外泄而带来测压不准的问题。

通过本实施例提供的瓦斯压力测试装置进行瓦斯压力测试时，由于测压管13、排水管11的中间段位于封孔部件15内部，封孔部件15卡设在下向孔10的孔口，测压管13的第一段的端口与压力表14连接，排水管11的第一段的端口位于储水罐12中液面以下，由此，在下向孔10中形成了密闭空间，该密闭空间中的瓦斯气体不会通过排水管11或测压管13外泄。排水管11伸进下向孔10中的深度大于测压管13伸进下向孔10中的深度，当下向孔10密闭空间中的瓦斯气体压力达到一定程度，借助瓦斯气体压力可将下向孔内积水通过排水管11正压排出至储水罐12中，这样下向孔内不会有积水通过测压管13流进压力表14，通过压力表14可以准确测量出下向孔10密闭空间中的瓦斯压力。

本实施例提供的瓦斯压力测试装置，包括：排水管、储水罐、测压管、压力表和封孔部件；测压管的中间段位于封孔部件内部，测压管的第一段和第二段位于封孔部件的外部，封孔部件用于卡设在下向孔的孔口，以使下向孔形成密闭空间；测压管的第一段的端口与压力表连接，测压管的第二段用于插设于密闭空间中；排水管的中间段位于封孔部件的内部，排水管的第一段和第二段位于封孔部件的外部；排水管的第一段的端口位于储水罐中液面以下，排水管的第二段用于插设于密闭空间中；其中，排水管的第二段的长度大于测压管的第二段的长度。通过本实施例提供的瓦斯压力测试装置，可以及时将下向孔内积水排出，解决了含水岩层下向孔瓦斯压力测试时孔内积水导致测压不准、堵塞压力表的问题。

在图1和图2所示实施例的基础上，下面结合图3和图4对本发明提供的瓦斯压力测试装置做详细说明，图3为本发明提供的瓦斯压力测试装置的另一结构示意图，图4为图3所示装置的安装结构示意图，如图3所示，封孔部件15包括第一档板153、第二挡板154和填充物155，填充物155填充在第一挡板153和第二挡板154之间；

其中，封孔部件15上设置有第一安装孔151，测压管13的中间段位于第一安装孔151内；

可选的，封孔部件15上还设置有第二安装孔152，排水管11的中间段位于第二安装孔152内。

第一安装孔151和第二安装孔152贯穿第一档板153、第二挡板154和填充物155。

在具体实施时，第一档板153和第二挡板154的材质可以为塑料、钢材中的任意一种，只要具有一定承载压力的能力即可。填充物155可以为水泥、聚氨酯材料中的任意一种，填充至第一挡板153和第二挡板154之间，起到承压和密封的作用，其中，在用水泥作为填充物时，可以在配置水泥浆时加入适量发泡剂，使得填充至第一挡板153和第二挡板154之间的水泥填充物能适当膨胀，很好的填充封孔部件15上第一安装孔151的两端与测压管13之间的缝隙、封孔部件15的第二安装孔152两端与排水管11之间的缝隙、封孔部件15与下向孔的孔壁之间的缝隙，使得下向孔密闭空间中的瓦斯气体不会有任何泄漏。

如图4所示，排水管11、测压管13、第一挡板153、第二挡板154、填充物155在具体安装时可以有以下几种方式。

第一种可实施的方式：先将第一档板153卡设在下向孔10孔壁适当的位置，将测压管13的一端穿过第一档板153上的第一安装孔151，将排水管11的一端穿过第一档板153上的第二安装孔152，调整好测压管13和排水管11伸进下向孔10中的深度，开始向第一档板153上注入填充物浆体，在注浆的过程中，要注意注入速度，以免将第一档板153冲离其预定位置，注浆至下向孔孔口处后，将第二挡板154通过其上的第一安装孔151和第二安装孔152套设在排水管11和测压管13上，并卡设在孔口位置，使填充物在第一档板153和第二档板154形成的固定空间内膨胀，膨胀后的填充物即可填充至上述缝隙中，保证了下向孔10密闭空间的密封性。

第二种可实施的方式：先将测压管13通过第一安装孔151依次穿过第二挡板154和第一档板153，同时将排水管11通过第二安装孔152依次穿过第二挡板154和第一档板153，将第一档板153、第二挡板154、测压管13和排水管11固定起来作为一个整体卡设在下向孔10的孔口，需要注意的是，要调整好测压管13和排水管11伸进下向孔10中的深度，在第二档板154上开设注浆孔，将填充物浆体从注浆孔注入第一档板153与第二档板154之间，使填充物在第一档板153和第二档板154形成的固定空间内膨胀，膨胀后的填充物即可填充至上述缝隙中，保证了下向孔10密闭空间的密封性。本实施例对本发明提供的瓦斯压力测试装置的具体安装方式不做具体限定，只要能使第一档板153、第二档板154和填充物155形成的封孔部件15卡设在下向孔10的孔口，同时保证排水管11穿过封孔部件15伸进下向孔10中的深度大于测压管13穿过封孔部件15伸进下向孔10中的深度即可。

在上述图1对应的实施例一的基础上，储水罐12侧壁上设置有排水口121，排水口121处设置有放水阀122。

可选的，储水罐12上设置有水位计123，水位计123的一端与储水罐12的侧壁连通，另一端与储水罐12的底端连通。

另外，储水罐12侧壁上设置有液面下限刻度线124。

在本实施例中，排水口121和放水阀122的设置可以有两种方式。

第一种可实施的方式为：将排水口121和放水阀122设置在排水管11第一段的端口上方，但低于水位计123与储水罐12的侧壁连通的一端，在前述实施例中提到，排水管11第一段的端口伸进储水罐中且位于储水罐12中液面以下，由此，放水阀122起始状态应为关闭状态，当储水罐12中水位高于水位计123与储水罐12的侧壁连通的一端时，打开放水阀122进行放水，此时可以将放水阀122放水的速度控制在低于从排水口121排出水的速度，此后，放水阀122可以处于常开状态，使储水罐12中的水以小于排水口121排出水的速度流出，此种方式下，当下向孔10持续渗水时，工作人员不用随时关注储水罐12中的液面高度。

另一种可实施的方式为：将排水口121和放水阀122设置在储水罐12侧壁且靠近储水罐12底端的位置，可以在储水罐12侧壁设置液面下限刻度线124，该液面下限刻度线124略高于排水管11第一段的端口位置，可以在储水罐12上设置水位计123，水位计123的一端与储水罐12的侧壁连通，另一端与储水罐12的底端连通，当储水罐12为透明材质，当观察到储水罐12中水位高于水位计123与储水罐12的侧壁连通的一端时，打开放水阀122进行放水，当观察到储水罐12中水位低于储水罐12侧壁的液面下限刻度线124时，关闭放水阀122停止放水，其中，水位计123可以显示储水罐12中水位的高低，当储水罐12不透明时，须借助水位计123观察，当储水罐12中的水位达到水位计123与储水罐12的侧壁连通的一端时，打开放水阀122进行放水，当储水罐12中的水位达到水位计123上的预定刻度时，关闭放水阀122停止放水，此种方式下，须工作人员随时关注储水罐12中的液面高度。

需要说明的是，本发明提供的瓦斯压力测试装置中的储水罐12的顶端是带封盖的，由此，避免了从排水管11排水时带出的瓦斯气从储水罐12中溢出。

进一步的，在前述实施例的基础上，本实施例提供的瓦斯压力测试装置测压管13的第一段上设置有控制阀131。具体实施时，控制阀131安装于测压管13上且靠近压力表14的位置，当开启控制阀131，下向孔10中的瓦斯气从测压管13流至压力表，压力表14指针迅速转过压力表14表盘量程的2/3时，认为下向孔10内瓦斯气压大，此压力表14量程不合适，此时可以关闭控制阀131，更换压力表14，由此，避免了对压力表14的损害。

通过本实施例提供的瓦斯压力测试装置，可以及时将下向孔内积水排出，解决了含水岩层下向孔瓦斯压力测试时孔内积水导致测压不准、堵塞压力表的问题。

本发明中所涉及到的术语“第一”、“第二”、“第三”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种瓦斯压力测试装置，其特征在于，包括：排水管、储水罐、测压管、压力表和封孔部件；

所述测压管的中间段位于所述封孔部件内部，所述测压管的第一段和第二段位于所述封孔部件的外部，所述封孔部件用于卡设在下向孔的孔口，以使所述下向孔形成密闭空间；

所述测压管的第一段的端口与所述压力表连接，所述测压管的第二段用于插设于所述密闭空间中；

所述排水管的中间段位于所述封孔部件的内部，所述排水管的第一段和第二段位于所述封孔部件的外部；

所述排水管的第一段的端口位于所述储水罐中液面以下，所述排水管的第二段用于插设于所述密闭空间中；其中，所述排水管的第二段的长度大于所述测压管的第二段的长度。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述封孔部件上设置有第一安装孔，所述测压管的中间段位于所述第一安装孔内。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述封孔部件上还设置有第二安装孔，所述排水管的中间段位于所述第二安装孔内。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述封孔部件包括第一档板、第二挡板和填充物，所述填充物填充在所述第一挡板和所述第二挡板之间；

所述第一安装孔和所述第二安装孔贯穿所述第一档板、所述第二挡板和所述填充物。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述储水罐侧壁上设置有排水口。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述排水口处设置有放水阀。

7.根据权利要求1-6任一项所述的装置，其特征在于，所述储水罐上设置有水位计，所述水位计的一端与所述储水罐的侧壁连通，另一端与所述储水罐的底端连通。

8.根据权利要求1-6任一项所述的装置，其特征在于，所述储水罐侧壁上设置有液面下限刻度线。

9.根据权利要求1-6所述的装置，其特征在于，所述测压管的第一段上设置有控制阀。

10.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述填充物为水泥、聚氨酯材料中的任意一种。