CN110159257A - 煤层瓦斯压力测定装置及其测定方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种煤矿封孔测压设备，尤其涉及一种煤层瓦斯压力测定装置及其测定方法；其包括连通的筛孔管和测压管；测压管的顶部连通有三通管，三通管的另两个支路还分别连接有阀门和压力表；测压管管外固定装有橡胶气囊，测压管管壁上安装有流通方向由内向外并能连通至橡胶气囊的单向阀；测压管通向筛孔管的部位形成有气流通道。由于实施上述技术方案，本申请通过阀门连接气泵向测压管内注入气流，气流控制阀封闭气流通道，进而气流通过单向阀进入橡胶气囊实现封孔；卸去气泵卸去测压管内气压后关闭阀门；当压力表读数稳定一段时间后，即可得到煤层瓦斯压力；本申请结构简单，制作成本低廉，只需在钻孔处操作阀门即可，降低作业人员劳动强度。
Description
技术领域
本申请涉及一种煤矿封孔测压设备，尤其涉及一种煤层瓦斯压力测定装置及其测定方法。
背景技术
随着煤炭开采深度加大，煤层瓦斯含量和压力增大，瓦斯灾害危险性增高，瓦斯灾害防治是保障煤炭安全开采工作中的重中之重。煤层瓦斯压力值是鉴定矿井瓦斯等级、评价煤层的煤与瓦斯突出危险性以及制定瓦斯抽采方案的重要指标之一。测定煤层瓦斯压力是瓦斯灾害防治工作的一项重要内容，煤层瓦斯压力值测定 是否准确直接影响着煤矿的安全生产。
现有的煤层瓦斯压力封孔的方法主要分为注浆和气囊；但无论哪一种，测定压力装置结构都比较复杂，进行压力测定也往往需要多个步骤，操作不简便。
发明内容
本申请的目的在于提出一种结构简单、制作成本低廉、施工工序少的煤层瓦斯压力测定装置及方法。
本申请的技术方案之一是这样实现的：煤层瓦斯压力测定装置，其包括连通的筛孔管和测压管；测压管的顶部连通有三通管，三通管的另两个支路还分别连接有阀门和压力表；测压管管外固定装有橡胶气囊，测压管管壁上安装有流通方向由内向外并能连通至橡胶气囊内腔的单向阀；测压管通向筛孔管的部位形成有气流通道；测压管的底部安装有在受到向下的高压气流冲击后可将气流通道关闭并且在自然状态下可开启气流通道的气流控制阀。
进一步的，气流控制阀包括阀筒、筛网板、弹簧和挡片；阀筒对应连接在筛孔管和测压管之间；阀筒内壁中部设有内环台，内环台中部形成测压管通向筛孔管的气流通道；筛网板固定安装在阀筒内壁上部，筛网板下端面与弹簧固定相连，弹簧的另一端与可随着弹簧向下运动紧顶至内环台并能阻断气流通道的挡片相连。
进一步的，筛网板上固定树立有位于弹簧内侧的导向柱。
进一步的，挡片下端面呈球冠状，挡片下端面包覆有密封层；内环台上端面的内圈设有外高内低倾斜的贴合面。
进一步的，测压管外壁分别固定有上锁箍和下锁箍；套装在测压管外的橡胶气囊安装在上锁箍与下锁箍之间；上锁箍、下锁箍、橡胶气囊与测压管间围成一个密闭的环形腔。
进一步的，测压管的顶部通过管接头连接有测压端头管，测压端头管的另一端连接至三通管。
本申请的技术方案之二是这样实现的：一种煤层瓦斯压力测定方法，其特征在于包括下述步骤：第一步，在煤层钻孔施工结束后，筛孔管向下将筛孔管和测压管安装在钻孔内，三通管位于钻孔外；第二步，将气泵的出气管对接安装在阀门的另一端口，打开阀门，启动气泵，同时观察压力表变化；第三步，气流进入测压管内，克服弹簧弹力向下推动挡片，并令挡片匹配紧贴在内环台上从而阻断气流通道；而后气体通过单向阀进入到橡胶气囊内，将橡胶气囊逐渐撑大，橡胶气囊紧密严贴钻孔的内壁，形成坐封；第四步，当压力表读数达到设定值后，关闭气泵，将气泵的出气管从阀门卸下，将测压管的高压气体放出后，关闭阀门；第五步，记录压力表读数变化情况，当压力表读数稳定一段时间后，停止观测，测得煤层瓦斯压力。
由于实施上述技术方案，本申请通过阀门连接气泵向测压管内注入气流，气流冲顶作用下，气流控制阀封闭气流通道，进而气流通过单向阀进入橡胶气囊实现封孔；卸去气泵卸去测压管内气压后关闭阀门；当压力表读数稳定一段时间后，即可得到煤层瓦斯压力；本申请结构简单，制作成本低廉，只需在钻孔处操作阀门即可，降低作业人员劳动强度。
附图说明
本申请的具体结构由以下的附图和实施例给出：
图1是本申请实施例1的结构示意图；
图2是图1的剖视结构示意图；
图3是图2中I处的局部放大结构示意图。
图例：1.筛孔管，2.测压管，3.三通管，4.阀门，5.压力表，6.橡胶气囊，7.单向阀，8.气流通道，9.阀筒，10.筛网板，11.弹簧，12.挡片，13.内环台，14.导向柱，15.密封层，16.贴合面，17.上锁箍，18.下锁箍，19.环形腔，20.测压端头管，21.管接头。
具体实施方式
本申请不受下述实施例的限制，可根据本申请的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
实施例1，如图1至3所示，煤层瓦斯压力测定装置包括连通的筛孔管1和测压管2；测压管2的顶部连通有三通管3，三通管3的另两个支路还分别连接有阀门4和压力表5；测压管2管外固定装有橡胶气囊6，测压管2管壁上安装有流通方向由内向外并能连通至橡胶气囊6内腔的单向阀7；测压管2通向筛孔管1的部位形成有气流通道8；测压管2的底部安装有在受到向下的高压气流冲击后可将气流通道8关闭并且在自然状态下可开启气流通道8的气流控制阀。
工作时，筛孔管1向下将筛孔管1和测压管2安装在钻孔内，在钻孔外的测压管2或测压端头管20外通过支架与地面固定。阀门4另一端连接气泵，通过气泵向测压管2内注入高压气流，在气流冲击作用下，气流控制阀封闭气流通道8，进而气流通过单向阀7进入橡胶气囊6实现封孔；接着卸去气泵放出测压管2内高压气流，关闭阀门4；当压力表5读数稳定一段时间后，即可得到煤层瓦斯压力；本申请结构简单，制作周期短、制作成本低廉，作业人员只需按照技术人员给出的压力设定值，在钻孔处操作阀门4即可，减少工序，降低难度，降低作业人员劳动强度。
如图1、2所示，气流控制阀包括阀筒9、筛网板10、弹簧11和挡片12；阀筒9对应连接在筛孔管1和测压管2之间；阀筒9内壁中部设有内环台13，内环台13中部形成测压管2通向筛孔管1的气流通道8；筛网板10固定安装在阀筒9内壁上部，筛网板10下端面与弹簧11固定相连，弹簧11的另一端与可随着弹簧11向下运动紧顶至内环台13并能阻断气流通道8的挡片12相连。
如图2、3所示，筛网板10上固定树立有位于弹簧11内侧的导向柱14。这样挡片12在气流冲击作用下运动轨迹更易控制，方便与内环台13形成有效密封。
如图2、3所示，挡片12下端面呈球冠状，挡片12下端面包覆有密封层15；内环台13上端面的内圈设有外高内低倾斜的贴合面16。气流在克服弹簧11弹力后冲击挡片12，挡片12才可与内环台13抵触，气流与弹簧11的运动方向都具有不确定性，因此挡片12与内环台13的接触位置有比较大的波动。球冠状的挡片12、密封层15能有效消除这一缺陷，无论挡片12如何摆动，贴合面16最终都会与形成呈球冠状的挡片12、密封层15形成垂直密封。
如图1、2所示，测压管2外壁分别固定有上锁箍17和下锁箍18；套装在测压管2外的橡胶气囊6安装在上锁箍17与下锁箍18之间；上锁箍17、下锁箍18、橡胶气囊6与测压管2间围成一个密闭的环形腔19。
这样可根据钻孔大小、孔内环境，调节上锁箍17、下锁箍18间距，从而改变橡胶气囊6的坐封直径，以扩大本申请的适用范围。
如图1、2所示，测压管2的顶部通过管接头21连接有测压端头管20，测压端头管20的另一端连接至三通管3。
筛孔管1、测压管2和气流控制阀可批量制作，降低成本。测压端头管20则可根据实际煤层及钻孔深度，进行现场制作、安装，通过管接头21连接快捷省时省力。
实施例2，煤层瓦斯压力测定方法，其特征在于包括下述步骤：
第一步，在煤层钻孔施工结束后，筛孔管1向下将筛孔管1和测压管2安装在钻孔内，三通管3位于钻孔外；
第二步，将气泵的出气管对接安装在阀门4的另一端口，打开阀门4，启动气泵，同时观察压力表5变化；
第三步，气流进入测压管2内，克服弹簧11弹力向下推动挡片12，并令挡片12匹配紧贴在内环台13上从而阻断气流通道8；而后气体通过单向阀7进入到橡胶气囊6内，将橡胶气囊6逐渐撑大，橡胶气囊6紧密严贴钻孔的内壁，形成坐封；
第四步，当压力表5读数达到设定值后，关闭气泵，将气泵的出气管从阀门4卸下，将测压管2的高压气体放出后，关闭阀门4；
第五步，记录压力表5读数变化情况，当压力表5读数稳定一段时间后，停止观测，测得煤层瓦斯压力。
以上技术特征构成了本申请的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要技术特征，来满足不同情况的需要。
Claims (7)
1.一种煤层瓦斯压力测定装置，其特征在于：包括连通的筛孔管和测压管；测压管的顶部连通有三通管，三通管的另两个支路还分别连接有阀门和压力表；测压管管外固定装有橡胶气囊，测压管管壁上安装有流通方向由内向外并能连通至橡胶气囊内腔的单向阀；测压管通向筛孔管的部位形成有气流通道；测压管的底部安装有在受到向下的高压气流冲击后可将气流通道关闭并且在自然状态下可开启气流通道的气流控制阀。
2.根据权利要求1所述的煤层瓦斯压力测定装置，其特征在于：气流控制阀包括阀筒、筛网板、弹簧和挡片；阀筒对应连接在筛孔管和测压管之间；阀筒内壁中部设有内环台，内环台中部形成测压管通向筛孔管的气流通道；筛网板固定安装在阀筒内壁上部，筛网板下端面与弹簧固定相连，弹簧的另一端与可随着弹簧向下运动紧顶至内环台并能阻断气流通道的挡片相连。
3.根据权利要2所述的煤层瓦斯压力测定装置，其特征在于：筛网板上固定树立有位于弹簧内侧的导向柱。
4.根据权利要求2或3所述的煤层瓦斯压力测定装置，其特征在于：挡片下端面呈球冠状，挡片下端面包覆有密封层；内环台上端面的内圈设有外高内低倾斜的贴合面。
5.根据权利要求2或3所述的煤层瓦斯压力测定装置，其特征在于：测压管外壁分别固定有上锁箍和下锁箍；套装在测压管外的橡胶气囊安装在上锁箍与下锁箍之间；上锁箍、下锁箍、橡胶气囊与测压管间围成一个密闭的环形腔。
6.根据权利要求2或3所述的煤层瓦斯压力测定装置，其特征在于：测压管的顶部通过管接头连接有测压端头管，测压端头管的另一端连接至三通管。
7.一种使用权利要求2或3或4或5或6所述的煤层瓦斯压力测定装置进行的煤层瓦斯压力测定方法，其特征在于包括下述步骤：
第一步，在煤层钻孔施工结束后，筛孔管向下将筛孔管和测压管安装在钻孔内，三通管位于钻孔外；
第二步，将气泵的出气管对接安装在阀门的另一端口，打开阀门，启动气泵，同时观察压力表变化；
第三步，气流进入测压管内，克服弹簧弹力向下推动挡片，并令挡片匹配紧贴在内环台上从而阻断气流通道；而后气体通过单向阀进入到橡胶气囊内，将橡胶气囊逐渐撑大，橡胶气囊紧密严贴钻孔的内壁，形成坐封；
第四步，当压力表读数达到设定值后，关闭气泵，将气泵的出气管从阀门卸下，将测压管的高压气体放出后，关闭阀门；
第五步，记录压力表读数变化情况，当压力表读数稳定一段时间后，停止观测，测得煤层瓦斯压力。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN111894511A (zh) * | 2020-09-14 | 2020-11-06 | 西南石油大学 | 一种随钻井下防喷模拟装置 |
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| CN116929673A (zh) * | 2023-09-15 | 2023-10-24 | 武汉天运汽车电器有限公司 | 一种车用阀类零件检测装置 |
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