CN111810222B - 一种基于皮托管测定瓦斯抽采参数的方法 - Google Patents

一种基于皮托管测定瓦斯抽采参数的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及井下瓦斯抽采参数测定技术领域,一种基于皮托管测定瓦斯抽采参数的方法,在瓦斯抽采主管路上钻至少2个检测孔,将皮托管插入到抽采管路中心位置,将U型压差计通过软管与皮托管连接,将皮托管全压孔通过软管与U型压差计右连接口连接,皮托管静压孔和U型压差计左连接口直接与巷道内大气相连,U型压差计上的数据为管路内压力和巷道大气压力差;将皮托管的静压孔和全压孔分别与U型压差计两接口相连接,U型压差计上的数据为皮托管静压孔和全压孔之间的压力差;利用封孔器封堵检测孔,然后按照上述步骤进行下一个测点的检测,最终通过各测点的抽采负压及抽采气体流量来分析整个抽采管网系统的抽采阻力及漏气情况。

Description

一种基于皮托管测定瓦斯抽采参数的方法
技术领域
本发明涉及井下瓦斯抽采参数测定技术领域,尤其基于皮托管测定瓦斯抽采参数的方法。
背景技术
矿井所建瓦斯抽采系统是随着采掘工作的不断接替而不断变化的,为保证矿井抽采系统的高效运行,需要对瓦斯抽采系统进行评价和优化。在矿井瓦斯抽采系统评价工作中,整个抽采管网阻力和漏风情况的评价为其重要组成部分,而矿井抽采管网阻力和漏风情况的评价主要通过在整个抽采管网上设置若干检测点,在各检测点主要利用U型压差计、孔板、瓦斯抽采参数测定仪或在线监测设备测定抽采管路内的抽采负压、抽采混量等抽采参数,通过分析各检测点的抽采参数的变化来分析抽采管网阻力和漏风情况。由于大多数矿井在建立抽采系统时未设置相应检测点,需要对现有抽采管网进行改造来实现抽采管网阻力和漏风情况的评价,因此,选择一种工程量少、操作简单、经济合适的抽采管网改造方法就有着非常重要的意义。
当前,整个抽采管路的抽采参数检测点主要集中在抽采泵站以及安装有抽采管路的各采煤工作面和各掘进工作面,整个抽采管路系统检测点数量较少,无法通过检测数据分析出真实的抽采管网阻力和漏风情况,因此,为完成相关评价必须适当地增加检测点数量,这就需要对现有抽采管网进行改造,增加检测点数量,并在增加的检测点处安装相应的检测设备,如孔板、在线检测设备、瓦斯抽采参数测定仪接口等。若利用孔板来测定相关抽采参数,则需要将现有抽采管路换装为安装有孔板的抽采管路,换装时间较长,工作量较大,同时,孔板在抽采管路内会形成一定的阻力,在整个抽采管路中安装孔板数量越多,对其抽采能力影响越大,并且孔板会阻挡被吸进抽采管路内的异物,使其聚集在孔板附近,影响孔板测量精度;若安装在线监测设备,其安装成本比较高,维护工作量比较大,同时还需要定期进行校正;若使用瓦斯抽采参数测定仪对抽采参数进行测定,需要在抽采管路上安装相应的检测接口,通常都是在地面加工好后在井下进行抽采管路换装,换装工作量大且设备成本高。因此,需要选择一种工程量小、成本低、操作简单的抽采管路改装和相应的抽采参数测定方法。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供一种基于皮托管测定瓦斯抽采参数的方法,其可通过对瓦斯抽采主管路进行简单改造,即可完成测定瓦斯抽采参数,同时成本低廉,结构简单可靠。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种基于皮托管测定瓦斯抽采参数的方法,包括如下步骤:
步骤1、在瓦斯抽采主管路上钻至少2个检测孔,检测孔开孔后通过封孔器来封堵检测孔;
步骤2、检测时,在抽采管路正常抽采情况下,取下检测孔处的封孔器,将防漏气套管加装到皮托管上适当位置,将皮托管插入到抽采管路中心位置,该位置为测点,调整防漏气套管的位置,将U型压差计通过软管与皮托管连接,测定该测点抽采负压时,将皮托管全压孔通过软管与U型压差计右连接口连接,皮托管静压孔和U型压差计左连接口直接与巷道内大气相连,U型压差计上的数据为管路内压力和巷道大气压力差,记录抽采负压数据后,再将皮托管静压管和U型压差计左连接口相连,此时U型压差计上的数据为皮托管静压孔和全压孔之间的压力差,记录相关数据;
步骤3、拔出皮托管和防漏气套管,利用封孔器封堵检测孔,然后按照上述检测步骤2进行下一个测点的检测;
步骤4、将测点处皮托管静压孔和全压孔之间的压力差转换为该测点的气体流量,然后根据相邻两测点之间抽采负压变化和气体流量变化分析各测点及整个抽采管网系统的抽采阻力和漏气情况。
作为优选的,在步骤1中,包括
步骤11、在矿井非生产条件下,关闭支管路阀门,阻挡支管路内的瓦斯气体进入主管路内;同时打开主管路阀门,让巷道内的空气在抽采负压的作用下进入到主管路内,稀释主管路内的瓦斯气体浓度,监测管路内的瓦斯气体浓度变化,当泵站抽采管路内的抽采瓦斯浓度降到0.1%以下时,进行检测孔开孔作业。
作为优选的,在步骤11之后进行
步骤12、当主管路1内的瓦斯气体浓度下降到0.1%以下时,利用矿用防爆手持电钻,在主管路上进行开孔作业,开孔孔径根据管壁厚度和皮托管直径来确定;开孔过程中,采用间歇式作业和持续向开孔处喷洒清水,防止钻头温度过高;
在主管路上完成开孔后,利用螺纹刀具在孔内管壁上加工内螺纹,加工过程中持续向开孔处喷洒清水。
作为优选的,在步骤12之后进行
步骤13、检测孔内螺纹加工好后,利用封孔器来封堵检测孔,封堵前在封孔器上缠绕生料带,增加密封性。
使用本发明的有益效果是:
本方法抽采参数测定步骤简单,操作方便;抽采管路改造工程量小,无需在地面对管路进行加工,可直接在井下进行改造;只需在抽采管路上开孔和加工内螺纹即可完成抽采管路改造;成本低廉,无需购买相应数量的检测设备,仅需利用一个皮托管和一个U型压差计就能完成相关抽采参数的检测;无需经常维护,检测结束后只需将皮托管拔出,封闭检测孔即可;对矿井整体瓦斯抽采影响小,无需停止抽采泵运行,整个管路改造时间短,改造后不会增加抽采管路的阻力。
附图说明
图1是本发明基于皮托管测定瓦斯抽采参数的方法中抽采管路改造示意图;
图2是本发明基于皮托管测定瓦斯抽采参数的方法中利用皮托管测定抽采管路内抽采参数的示意图。
附图标记包括:
图中,1—主管路,2-1—支管路1,2-2—支管路2,3—钻机,4-1—支管路阀门1,4-2—支管路阀门2,5—主管路阀门,6—封孔器,7—检测孔,9—皮托管,10—防漏气套管,11—U型压差计,12—软管,13—皮托管静压孔,14—皮托管全压孔,15—U型压差计右连接口,16-U型压差计左连接口。
具体实施方式
为使本技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚明了,下面结合具体实施方式,对本技术方案进一步详细说明。应该理解,这些描述只是示例性的,而不是要限制本技术方案的范围。
如图1、图2所示,本实施例中,基于皮托管测定瓦斯抽采参数的方法,具体步骤如下:
a、在矿井非生产条件下,关闭支管路阀门4-1和支管路阀门4-2,阻挡支管路2-1和支管路2-2内的瓦斯气体进入主管路1内;同时打开主管路阀门5,让巷道内的空气在抽采负压的作用下进入到主管路1内,稀释主管路1内的瓦斯气体浓度,通过泵站在线检测系统或泵站人工检测的方法,监测管路内的瓦斯气体浓度变化,当泵站抽采管路内的抽采瓦斯浓度降到0.1%以下时,即可进行抽采管路改造工作;
b、当主管路1内的瓦斯气体浓度下降到0.1%以下时,利用矿用防爆手持电钻,在主管路1上进行开孔作业,开孔孔径根据管壁厚度和皮托管直径来确定;开孔过程中,采用间歇式作业和持续向开孔处喷洒清水,防止钻头温度过高;
c、在主管路1上完成开孔后,利用螺纹刀具在孔内管壁上加工内螺纹,加工过程中持续向开孔处喷洒清水;
d、检测孔7内螺纹加工好后,利用封孔器6来封堵检测孔7,封堵前可在封孔器6上缠绕生料带,增加密封性。
e、检测时,在主管路1正常抽采情况下,取下检测孔7处的封孔器6,首先将防漏气套管10加装到皮托管9上适当位置,其次将皮托管9插入到抽采管路7中心位置,该位置为测点,调整防漏气套管10的位置,防止漏气造成检测结果有误,然后将U型压差计11通过软管12与皮托管7连接,测定该测点抽采负压时,将皮托管全压孔14通过软管12与U型压差计右连接口15连接,皮托管静压孔13和U型压差计左连接口16直接与巷道内大气相连,U型压差计11上的数据为管路内压力和巷道大气压力差,记录抽采负压数据后,再将皮托管静压孔13和U型压差计左连接口16相连,此时,U型压差计上的数据为皮托管静压孔13和全压孔14之间的压力差,记录相关数据;
f、检测完成后,拔出皮托管9和防漏气套管10,利用封孔器6封堵检测孔7,然后按照上述检测步骤进行下一个测点的检测。
g、通过相关计算公式将测点处皮托管静压管13和全压管14之间的压力差转换为该测点的气体流量,然后根据相邻两测点之间抽采负压变化和气体流量变化分析各测点及整个抽采管网系统的抽采阻力和漏气情况。
本方法适用于煤矿抽采系统评价中,针对于整个抽采管网的抽采阻力和漏气情况的测定。
以上内容仅为本发明的较佳实施例,对于本领域的普通技术人员,依据本技术内容的思想,在具体实施方式及应用范围上可以作出许多变化,只要这些变化未脱离本发明的构思,均属于本专利的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于皮托管测定瓦斯抽采参数的方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1、在瓦斯抽采主管路上钻至少2个检测孔,检测孔开孔后通过封孔器来封堵检测孔;
步骤2、检测时,在抽采管路正常抽采情况下,取下检测孔处的封孔器,将防漏气套管加装到皮托管上适当位置,将皮托管插入到抽采管路中心位置,该位置为测点,调整防漏气套管的位置,将U型压差计通过软管与皮托管连接,测定该测点抽采负压时,将皮托管全压孔通过软管与U型压差计右连接口连接,皮托管静压孔和U型压差计左连接口直接与巷道内大气相连,U型压差计上的数据为管路内压力和巷道大气压力差,记录抽采负压数据后,再将皮托管静压管和U型压差计左连接口相连,此时U型压差计上的数据为皮托管静压孔和全压孔之间的压力差,记录相关数据;
步骤3、拔出皮托管和防漏气套管,利用封孔器封堵检测孔,然后按照上述检测步骤2进行下一个测点的检测;
步骤4、将测点处皮托管静压孔和全压孔之间的压力差转换为该测点的气体流量,然后根据相邻两测点之间抽采负压变化和气体流量变化分析各测点及整个抽采管网系统的抽采阻力和漏气情况。
2.根据权利要求1所述的基于皮托管测定瓦斯抽采参数的方法,其特征在于:在步骤1中,包括:
步骤11、在矿井非生产条件下,关闭支管路阀门,阻挡支管路内的瓦斯气体进入主管路内;同时打开主管路阀门,让巷道内的空气在抽采负压的作用下进入到主管路内,稀释主管路内的瓦斯气体浓度,监测管路内的瓦斯气体浓度变化,当泵站抽采管路内的抽采瓦斯浓度降到0.1%以下时,进行检测孔开孔作业。
3.根据权利要求2所述的基于皮托管测定瓦斯抽采参数的方法,其特征在于:在步骤11之后进行:
步骤12、当主管路内的瓦斯气体浓度下降到0.1%以下时,利用矿用防爆手持电钻,在主管路上进行开孔作业,开孔孔径根据管壁厚度和皮托管直径来确定;开孔过程中,采用间歇式作业和持续向开孔处喷洒清水,防止钻头温度过高;
在主管路上完成开孔后,利用螺纹刀具在孔内管壁上加工内螺纹,加工过程中持续向开孔处喷洒清水。
4.根据权利要求3所述的基于皮托管测定瓦斯抽采参数的方法,其特征在于:在步骤12之后进行:
步骤13、检测孔内螺纹加工好后,利用封孔器来封堵检测孔,封堵前在封孔器上缠绕生料带,增加密封性。
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