CN116104471A - 一种煤层瓦斯抽采钻孔原位探测方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种煤层瓦斯抽采钻孔原位探测方法，该方法包括以下步骤：将瓦斯抽放管伸入抽采钻孔后对抽采钻孔进行封孔；启动无线终端和探管，无线终端与探管无线通讯连接；在瓦斯抽放管的管口接入三通管，利用推杆将探管插入瓦斯抽放管，推杆与三通管通过密封套封闭后开始抽采瓦斯；探管在抽采钻孔内同步连续测量各测点的甲烷浓度信息、抽采负压信息；在无线终端上接收并查看各测点的甲烷浓度信息、抽采负压信息，并拟合成甲烷浓度曲线和抽采负压曲线后判断封孔的抽采钻孔是否漏气。本申请的方法通过探管原位探测抽采钻孔不同部位的瓦斯浓度和抽采负压等参数，分析裂隙带的分布位置，进而确定合理的封孔深度，确定的封孔深度合理可靠。

Description

一种煤层瓦斯抽采钻孔原位探测方法

技术领域

本申请涉及煤层瓦斯抽采技术领域，特别涉及一种煤层瓦斯抽采钻孔原位探测方法。

背景技术

随着矿井开采深度的增加，煤矿的瓦斯问题越来越突出，主要表现为瓦斯压力高，含量大。煤矿规程中要求掘进和回采前，必须将煤层中的瓦斯压力和含量降低至安全值以下。实践中，钻孔抽采瓦斯已成为煤矿治理瓦斯的重要手段。

在瓦斯抽采工艺中，瓦斯抽采钻孔的封孔深度对瓦斯抽采的效果有着至关重要的影响。若封孔深度较浅，封孔段处于卸压裂隙区内，外界空气将会沿着煤层裂隙吸入抽采管路，造成风流短路，导致瓦斯抽采浓度大副度降低，从而达不到理想抽采效果。若封孔深度较深，不仅会造成封孔材料的浪费，而且会形成卸压区边界至封孔段末端一带煤体内的瓦斯抽不出，为日后的生产留下安全隐患。

如何确定合理封孔深度以保证瓦斯抽采浓度成为困扰采矿技术研究人员的难题。目前尚没有统一的确定瓦斯抽放钻孔合理封孔深度的方法，各煤矿一般基于各自的经验确定封孔深度。

中国专利CN104636532A，公开了“一种煤矿瓦斯抽采钻孔封孔深度和长度的确定方法”，实测钻屑量与钻孔深度的数据，拟合钻屑量随钻孔深度变化规律的曲线图，通过拟合曲线得到卸压带深度和应力集中带深度，从而确定钻孔封孔深度。这种方法在实际应用中步骤繁琐，费时费力，而且封孔深度通过实测数据间接确定，存在一定的误差。同时该方法中封孔深度是根据巷道周边的应力分布情况确定，未考虑巷道周围煤体的裂隙发育通道。

发明内容

本申请实施例提供一种煤层瓦斯抽采钻孔原位探测方法，以解决相关技术中瓦斯抽采工艺中，瓦斯抽采钻孔的合理封孔深度难以探测的问题。

本申请实施例提供了一种煤层瓦斯抽采钻孔原位探测方法，所述方法包括以下步骤：

将瓦斯抽放管伸入抽采钻孔后对抽采钻孔进行封孔，封孔位置距离孔口X米，设计探测深度为X+N米；

启动无线终端和探管，无线终端与探管无线通讯连接，设置探管的工作参数，校准无线终端与探管时钟模块的时间；

在瓦斯抽放管的管口接入三通管，利用推杆将探管插入瓦斯抽放管，推杆与三通管通过密封套封闭后开始抽采瓦斯；

每接长一根推杆在无线终端上记录探管的推入深度，探管在抽采钻孔内同步连续测量各测点的甲烷浓度信息、抽采负压信息，直至到达设计探测深度；

在无线终端上接收并查看各测点的甲烷浓度信息、抽采负压信息，并拟合成甲烷浓度曲线和抽采负压曲线，依据甲烷浓度曲线和抽采负压曲线的趋势变化判断封孔的抽采钻孔是否漏气。

在一些实施例中：所述方法还包括以下步骤：

若甲烷浓度曲线和抽采负压曲线从孔口至探测终点没有明显波动，则判断封孔的抽采钻孔未漏气；

若甲烷浓度曲线和抽采负压曲线从孔口至封孔终点没有明显波动，从封孔终点至探测终点瓦斯浓度逐渐升高，则判断封孔的抽采钻孔漏气。

在一些实施例中：所述方法还包括以下步骤：

判断封孔的抽采钻孔未漏气后减小封孔位置距离孔口的深度至X-M米；

再次测量并查看各测点的甲烷浓度曲线和抽采负压曲线，依据甲烷浓度曲线和抽采负压曲线的趋势变化判断封孔的抽采钻孔是否漏气；

若抽采钻孔漏气，则判断封孔位置深度应为X米，若抽采钻孔未漏气，则重复上述步骤，直至确定合理封孔位置深度。

在一些实施例中：所述方法还包括以下步骤：

判断封孔的抽采钻孔漏气后增加封孔位置距离孔口的深度至X+M米；

再次测量并查看各测点的甲烷浓度曲线和抽采负压曲线，依据甲烷浓度曲线和抽采负压曲线的趋势变化判断封孔的抽采钻孔是否漏气；

若抽采钻孔未漏气，则判断封孔位置深度应为X+M米，若抽采钻孔漏气，则重复上述步骤，直至确定合理封孔位置深度。

在一些实施例中：所述探管包括由前至后依次连接的测量节段、主控节段和供电节段；

所述供电节段包括第一外管，以及位于第一外管内的探管电池组和抽采负压测量模块；

所述主控节段包括与第一外管同轴可拆卸连接的第二外管，所述第二外管内设有主控电路板、轨迹测量模块和蓝牙模块；

所述测量节段包括与第二外管同轴可拆卸连接的第三外管，所述第三外管内设有与主控电路板连接的瓦斯浓度传感器。

在一些实施例中：所述第一外管的一端设有连接推杆的推杆连接头，另一端设有电连接主控节段的航插公头，所述探管电池组和/或抽采负压测量模块通过硅胶灌封在第一外管内；

所述第一外管远离推杆连接头的一端螺纹连接有第一连接头，所述航插公头与所述探管电池组和抽采负压测量模块电连接后固定于所述第一连接头内；

所述第二外管接近第一外管的一端螺纹连接有第二连接头，所述第二连接头内设有连接供电节段的航插母头；

所述第一连接头上转动套设有将航插公头插入所述航插母头的套管，所述套管的一端与第二连接头螺纹连接。

在一些实施例中：所述主控电路板包括微处理器、存储模块和时钟模块、电源管理模块，以及连接抽采负压测量模块、瓦斯浓度传感器、轨迹测量模块和蓝牙模块的接口模块；

所述微处理器获取抽采负压测量模块、瓦斯浓度传感器、轨迹测量模块的采集信息并存储至所述存储模块，并将存储模块内的采集信息经蓝牙模块无线发送至无线终端。

在一些实施例中：所述探管电池组设有本安电源保护模块，所述本安电源管理模块与探管电池组连接，并将探管电池组的电能分配至微处理器、存储模块、时钟模块、接口模块、抽采负压测量模块、轨迹测量模块、瓦斯浓度传感器和蓝牙模块。

在一些实施例中：所述第二外管接近第三外管的一端螺纹连接有连接套，所述第三外管靠近第二外管的一端与连接套螺纹连接；

所述主控电路板、轨迹测量模块和蓝牙模块通过电路板固定座固定在第二外管内，且沿第二外管的轴线方向依次排列。

在一些实施例中：所述抽采负压测量模块为微型气压传感器，所述瓦斯浓度传感器为微型激光甲烷气体传感器；

所述第二外管为非金属材料，所述第二外管内设有与蓝牙模块连接的蓝牙天线。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

本申请实施例提供了一种煤层瓦斯抽采钻孔原位探测方法，由于本申请的煤层瓦斯抽采钻孔原位探测方法首先将瓦斯抽放管伸入抽采钻孔后对抽采钻孔进行封孔，封孔位置距离孔口X米，设计探测深度为X+N米；然后启动无线终端和探管，无线终端与探管无线通讯连接，设置探管的工作参数，校准无线终端与探管时钟模块的时间；接下来在瓦斯抽放管的管口接入三通管，利用推杆将探管插入瓦斯抽放管，推杆与三通管通过密封套封闭后开始抽采瓦斯；每接长一根推杆在无线终端上记录探管的推入深度，探管在抽采钻孔内同步连续测量各测点的甲烷浓度信息、抽采负压信息，直至到达设计探测深度；最后在无线终端上接收并查看各测点的甲烷浓度曲线和抽采负压曲线，依据甲烷浓度曲线和抽采负压曲线的趋势变化判断封孔的抽采钻孔是否漏气。

因此，本申请的煤层瓦斯抽采钻孔原位探测方法利用探管伸入到抽采钻孔内，探管对抽采钻孔沿程瓦斯浓度信息和抽采负压信息的测量，确定瓦斯参量的空间分布情况。依据测量得到的各测点的甲烷浓度信息、抽采负压信息进行拟合后得到甲烷浓度曲线和抽采负压曲线，利用甲烷浓度曲线和抽采负压曲线的趋势变化判断封孔的抽采钻孔是否漏气，以此更合理的确定封孔深度是否准确，从而提高瓦斯抽采率。

本申请可针对每个钻孔提供对应的封孔深度，在本技术领域内具有广泛的实用性。并且探测方法步骤简单，装置使用方便，对技术人员的要求不高；本申请中的数据采集和分析可由程序自动完成，避免人为因素对结果的影响，结果更为可靠。测量所得数据存储在探管内，探管与无线终端之间无线传输，无需线缆连接，避免了测量过程中因移动造成线缆断开引起数据丢失。探管内元件采用微型化的抽采负压测量模块与瓦斯浓度传感器，结合探管结构的分体式设计，既实现了瓦斯浓度和抽采负压力的实时精确测量，又保证了探管直径足够小，适合于瓦斯抽放管内的原位测量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例的探管伸入瓦斯抽放管原位探测的示意图；

图2为本申请实施例的探管的结构剖视图；

图3为本申请实施例的供电节段的结构剖视图；

图4为本申请实施例的主控节段和测量节段的结构示意图。

附图标记：

1、探管；2、瓦斯抽放管；3、推杆；4、三通管；5、密封套；6、无线终端；

110、供电节段；111、推杆连接头；112、透气孔；113、气腔室；114、滤网；115、抽采负压测量模块；116、第一外管；117、探管电池组；118、第一连接头；119、套管；

120、主控节段；121、航插公头；122、航插母头；123、第二连接头；124、电路板固定座；125、第二外管；126、主控电路板；127、蓝牙模块；128、连接套；130、测量节段；131、第三外管；132、瓦斯浓度传感器；133、防护网。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种煤层瓦斯抽采钻孔原位探测方法，其能解决相关技术中瓦斯抽采工艺中，瓦斯抽采钻孔的合理封孔深度难以探测的问题。

参见图1所示，本申请实施例提供了一种煤层瓦斯抽采钻孔原位探测方法，所述方法包括以下步骤：

步骤101、将瓦斯抽放管2伸入抽采钻孔后对抽采钻孔进行封孔，封孔可采用注浆等方式来密封瓦斯抽放管2与抽采钻孔之间的间隙，以防止抽采钻孔孔口范围内的空气进入抽采钻孔内，封孔位置距离孔口X米，设计探测深度为X+N米。

步骤102、启动无线终端6和探管1，无线终端6与探管1无线通讯连接，探管1采集的瓦斯参数数据无线发送至无线终端6，设置探管1的工作参数，校准无线终端6与探管1时钟模块的时间，使探管1的时钟与无线终端6的时钟对时。

步骤103、在瓦斯抽放管2的管口接入三通管4，利用推杆3将探管1通过三通管4插入至瓦斯抽放管2内，推杆3与三通管4通过密封套5封闭后开始抽采瓦斯。抽采瓦斯采用瓦斯抽采设备通过管道连接至三通管4的分支管上对抽采钻孔内的瓦斯进行负压抽采。

步骤104、每接长一根推杆3在无线终端6上记录探管1的推入深度，探管1在抽采钻孔内同步连续测量并存储各测点的甲烷浓度信息、抽采负压信息，直至到达设计探测深度。

步骤105、在无线终端6上接收并查看各测点的甲烷浓度信息、抽采负压信息，并拟合成甲烷浓度曲线和抽采负压曲线，依据甲烷浓度曲线和抽采负压曲线的趋势变化判断封孔的抽采钻孔是否漏气，进而判断封孔深度是否合理。

本申请实施例的煤层瓦斯抽采钻孔原位探测方法利用探管1伸入到抽采钻孔内，探管1在抽采钻孔内沿程测量瓦斯浓度信息和抽采负压信息，确定瓦斯参量的空间分布情况。依据测量得到的各测点的甲烷浓度信息、抽采负压信息进行拟合后得到甲烷浓度曲线和抽采负压曲线。

利用甲烷浓度曲线和抽采负压曲线的趋势变化判断封孔的抽采钻孔是否漏气，以此更合理的判断封孔深度是否准确合理，从而提高瓦斯抽采率。若甲烷浓度曲线和抽采负压曲线的趋势变化无突变，则判断抽采钻孔不漏气，封孔位置合理，否则判断抽采钻孔漏气，封孔位置深度需重新设定。

本申请实施例可针对每个钻孔提供对应的封孔深度，在本技术领域内具有广泛的实用性。并且探测方法步骤简单，装置使用方便，对技术人员的要求不高。本申请中的数据采集和分析可由程序自动完成，避免人为因素对结果的影响，结果更为可靠。

在一些可选实施例中：本申请实施例提供了一种煤层瓦斯抽采钻孔原位探测方法，所述方法还包括以下步骤：

步骤106、若甲烷浓度曲线和抽采负压曲线从孔口至探测终点没有明显波动，则判断封孔的抽采钻孔未漏气，说明封孔深度位置准确或过深。判断是否有明显波动是根据相邻两个测点的测量数值的差值的绝对值大小判断，差值的绝对值大于设定值后就判断波动大。如果封孔深度位置过深需要减小封孔深度，以防止封孔过深导致煤层中的瓦斯不能完全抽出，为日后的生产留下安全隐患。

步骤107、若甲烷浓度曲线和抽采负压曲线从孔口至封孔终点没有明显波动，但从封孔终点至探测终点瓦斯浓度逐渐升高，则判断封孔的抽采钻孔漏气。漏气段在封孔终点至探测终点，需要增加封孔深度，以防止该段继续漏气，杜绝外界空气将会沿着煤层裂隙吸入抽采管路，造成风流短路，导致瓦斯抽采浓度大副度降低，从而达不到理想抽采效果。

在一些可选实施例中：本申请实施例提供了一种煤层瓦斯抽采钻孔原位探测方法，所述方法还包括以下步骤：

步骤106a、判断封孔的抽采钻孔未漏气后减小封孔位置距离孔口的深度至X-M米，M优选为1米。

步骤106b、重复上述步骤102至步骤105，再次测量并查看各测点的甲烷浓度信息、抽采负压信息，并拟合成甲烷浓度曲线和抽采负压曲线，依据甲烷浓度曲线和抽采负压曲线的趋势变化判断封孔的抽采钻孔是否漏气。

步骤106c、若抽采钻孔漏气，则判断封孔位置深度应为X米，若抽采钻孔未漏气，则重复上述步骤106a至步骤106b，直至确定合理封孔位置深度。

在一些可选实施例中：本申请实施例提供了一种煤层瓦斯抽采钻孔原位探测方法，所述方法还包括以下步骤：

步骤107a、判断封孔的抽采钻孔漏气后增加封孔位置距离孔口的深度至X+M米，M优选为1米。

步骤107b、重复上述步骤102至步骤105，再次测量并查看各测点的甲烷浓度信息、抽采负压信息，并拟合成甲烷浓度曲线和抽采负压曲线，依据甲烷浓度曲线和抽采负压曲线的趋势变化判断封孔的抽采钻孔是否漏气。

步骤107c、若抽采钻孔未漏气，则判断封孔位置深度应为X+M米，若抽采钻孔漏气，则重复上述步骤107a至步骤107b，直至确定合理封孔位置深度。

在一些可选实施例中：参见图2至图4所示，本申请实施例提供了一种煤层瓦斯抽采钻孔原位探测方法，所述方法所使用的探管1包括由前至后依次连接的测量节段130、主控节段120和供电节段110。

具体地，供电节段110包括第一外管116，以及位于第一外管116内的探管电池组117和抽采负压测量模块115；探管电池组117用于向探管1内的所有电子器件供电，抽采负压测量模块115用于测量瓦斯气体压力。

主控节段120包括与第一外管116同轴可拆卸连接的第二外管125，第二外管125内设有主控电路板126、轨迹测量模块和蓝牙模块127。主控电路板126用于获取抽采负压测量模块115、轨迹测量模块和瓦斯浓度传感器132的采集信息并存储。

轨迹测量模块用于测量探管1在瓦斯抽放管2内运行轨迹的方位角和倾斜角，蓝牙模块127用于将主控电路板126获取的抽采负压测量模块115、轨迹测量模块和瓦斯浓度传感器132的采集信息无线发送器外部的无线终端6，以替代现有技术中探管1与孔外的测定仪通过电缆连接。

测量节段130包括与第二外管125同轴可拆卸连接的第三外管131，第三外管131内设有与主控电路板126连接的瓦斯浓度传感器132，瓦斯浓度传感器132用于测量瓦斯气体的浓度，第三外管131远离第二外管125的一端设有防护网133，防护网133用于将瓦斯浓度传感器132与外部环境连通，并保护瓦斯浓度传感器132不受磕碰。

本申请实施例的探管1由依次连接的供电节段110、主控节段120和测量节段130组成，采用微型化的抽采负压测量模块115与瓦斯浓度传感器132，结合探管1结构的分体式设计，既实现了甲烷浓度和抽采负压力的实时精确测量，又保证了探管1直径足够小，适合于瓦斯抽放管2内的原位测量。

瓦斯浓度传感器132、抽采负压测量模块115和轨迹测量模块分别采集的甲烷浓度、瓦斯气体压力和钻孔轨迹等测量数据存储在探管1内，探管1与无线终端6无线数据传输，无需电缆连接，避免了测量过程中因移动造成线缆断开引起数据丢失，简化了装置结构，更适合在瓦斯抽放管2内移动，实现原位测量。

在一些可选实施例中：参见图2至图4所示，本申请实施例提供了一种煤层瓦斯抽采钻孔原位探测方法，所述方法使用的探管1的第一外管116的一端设有连接推杆3的推杆连接头111，另一端设有电连接主控节段120的航插公头121。探管电池组117和抽采负压测量模块115通过硅胶灌封在第一外管116内，探管电池组117和抽采负压测量模块115均与航插公头121连接后与主控节段120连接。

推杆连接头111与第一外管116螺纹连接，便于将探管电池组117和抽采负压测量模块115装配在第一外管116内。推杆连接头111的侧壁上径向开设有使抽采负压测量模块115检测外部环境气压的透气孔112。推杆连接头111内设有连通透气孔112和抽采负压测量模块115的气腔室113，气腔室113内设有滤网114，该滤网114用于保护抽采负压测量模块115。

第一外管116远离推杆连接头111的一端螺纹连接有第一连接头118，航插公头121与探管电池组117和抽采负压测量模块115电连接后固定于第一连接头118内。第二外管125接近第一外管116的一端螺纹连接有第二连接头123，第二连接头123内设有连接供电节段110的航插母头122。第一连接头118上转动套设有将航插公头121插入航插母头122的套管119，套管119的一端与第二连接头123螺纹连接。

本申请实施例的第一外管116和第二外管125之间通过第一连接头118和第二连接头123连接，便于供电节段110和主控节段120之间的安装和拆卸。当供电节段110或主控节段120出现故障时便于维护和更换，提高探管1的使用寿命，降低使用成本。

第一连接头118和第二连接头123内设有相互插拔连接的航插公头121和航插母头122，当套管119将第一连接头118和第二连接头123连接固定在一起时，航插公头121和航插母头122相互插接实现供电节段110与主控节段120的电连接。

在一些可选实施例中：参见图2至图4所示，本申请实施例提供了一种煤层瓦斯抽采钻孔原位探测方法，所述方法使用的探管1的主控电路板126包括微处理器、存储模块和时钟模块、电源管理模块，以及连接抽采负压测量模块115、瓦斯浓度传感器132、轨迹测量模块和蓝牙模块127的接口模块。

所述微处理器优选为ARM微处理器，微处理器获取抽采负压测量模块115、瓦斯浓度传感器132、轨迹测量模块的采集信息并存储至所述存储模块，并将存储模块内的采集信息经蓝牙模块127无线发送至无线终端6。

探管电池组117设有本安电源保护模块，所述本安电源管理模块与探管电池组117连接，并将探管电池组117的电能分配至微处理器、存储模块、时钟模块、接口模块、抽采负压测量模块115、轨迹测量模块、瓦斯浓度传感器132和蓝牙模块127。

本申请实施例的探管1内置探管电池组117经本安电源保护模块的限流、过充等本安保护，再经主控电路板126上的电源管理模块生成各外设和内部所需的电源，向各组件供电。微处理器通过接口模块与抽采负压测量模块115、瓦斯浓度传感器132、轨迹测量模块和蓝牙模块127进行双向数据交互。

时钟模块产生精准的时钟信号，经与外部的无线终端6初始时钟同步后，作为内部采集的各传感器数据的时间基准。按照设定的时间间隔采集抽采负压数据、瓦斯浓度数据、轨迹的方位角和倾角数据，与当前时刻的时间数据一起顺序保存到存储模块中。

在一些可选实施例中：参见图2至图4所示，本申请实施例提供了一种煤层瓦斯抽采钻孔原位探测方法，所述方法使用的探管1的第二外管125接近第三外管131的一端螺纹连接有连接套128，第三外管131靠近第二外管125的一端与连接套128螺纹连接。

所述主控电路板126、轨迹测量模块和蓝牙模块127通过电路板固定座124固定在第二外管125内，且沿第二外管125的轴线方向依次排列。抽采负压测量模块115为微型气压传感器，瓦斯浓度传感器132为微型激光甲烷气体传感器。

第二外管125为非金属材料、例如塑料管，在第二外管125内设有与蓝牙模块127连接的蓝牙天线，蓝牙天线将蓝牙模块127发出的信号传输至无线终端6。

本申请实施例的第二外管125和第三外管131之间通过连接套128连接，便于测量节段130和主控节段120之间的安装和拆卸。当测量节段130或主控节段120出现故障时便于维护和更换，提高探管1的使用寿命，降低使用成本。

主控电路板126、轨迹测量模块和蓝牙模块127通过电路板固定座124固定在第二外管125内，且沿第二外管125的轴线方向依次排列。在第二外管125内固定主控电路板126、轨迹测量模块和蓝牙模块127的同时减小第二外管125的外径，使第二外管125的外径控制在22mm以内。

由于抽采钻孔内布设的瓦斯抽放管2内径通常要小于30mm，因此探管1的直径要求足够小，以便于探管1在瓦斯抽放管2内顺利推进；同时又要保证探管1的强度，不至于被挤压变形。因此本实施例中抽采负压测量模块115为微型气压传感器，瓦斯浓度传感器132为微型激光甲烷气体传感器。将抽采负压测量模块115和瓦斯浓度传感器132布置在探管1两端，以充分利用各组件的尺寸空间，将探管1直径控制在22mm以内。

工作原理

本申请实施例提供了一种煤层瓦斯抽采钻孔原位探测方法，由于本申请的煤层瓦斯抽采钻孔原位探测方法首先将瓦斯抽放管2伸入抽采钻孔后再对抽采钻孔进行封孔，封孔位置距离孔口X米，设计探测深度为X+N米；然后启动无线终端6和探管1，无线终端6与探管1无线通讯连接，设置探管1的工作参数，校准无线终端6与探管时钟模块的时间；

接下来在瓦斯抽放管2的管口接入三通管4，利用推杆3将探管1插入瓦斯抽放管2，推杆3与三通管4通过密封套5封闭后开始抽采瓦斯；每接长一根推杆3在无线终端6上记录探管1的推入深度，探管1在抽采钻孔内同步连续测量各测点的甲烷浓度信息、抽采负压信息，直至到达设计探测深度；最后在无线终端6上接收并查看各测点的甲烷浓度曲线和抽采负压曲线，依据甲烷浓度曲线和抽采负压曲线的趋势变化判断封孔的抽采钻孔是否漏气。

因此，本申请的煤层瓦斯抽采钻孔原位探测方法利用探管1伸入到抽采钻孔内，探管1通过对抽采钻孔沿程瓦斯浓度信息和抽采负压信息的测量，确定瓦斯参量的空间分布情况。依据测量得到的各测点的甲烷浓度信息、抽采负压信息进行拟合后得到甲烷浓度曲线和抽采负压曲线，利用甲烷浓度曲线和抽采负压曲线的趋势变化判断封孔的抽采钻孔是否漏气，以此更合理的确定封孔深度是否准确，从而提高瓦斯抽采率。

本申请可针对每个钻孔提供对应的封孔深度，在本技术领域内具有广泛的实用性。并且探测方法步骤简单，装置使用方便，对技术人员的要求不高；本申请中的数据采集和分析可由程序自动完成，避免人为因素对结果的影响，结果更为可靠。测量所得数据存储在探管1内，探管1与无线终端6之间无线传输，无需线缆连接，避免了测量过程中因移动造成线缆断开引起数据丢失。

探管1内元件采用微型化的抽采负压测量模块115与瓦斯浓度传感器132，结合探管1结构的分体式设计，既实现了瓦斯浓度和抽采负压力的实时精确测量，又保证了探管1直径足够小，适合于瓦斯抽放管2内的原位测量。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种煤层瓦斯抽采钻孔原位探测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

将瓦斯抽放管(2)伸入抽采钻孔后对抽采钻孔进行封孔，封孔位置距离孔口X米，设计探测深度为X+N米；

启动无线终端(6)和探管(1)，无线终端(6)与探管(1)无线通讯连接，设置探管(1)的工作参数，校准无线终端(6)与探管(1)时钟模块的时间；

在瓦斯抽放管(2)的管口接入三通管(4)，利用推杆(3)将探管(1)插入瓦斯抽放管(2)，推杆(3)与三通管(4)通过密封套(5)封闭后开始抽采瓦斯；

每接长一根推杆(3)在无线终端(6)上记录探管(1)的推入深度，探管(1)在抽采钻孔内同步连续测量各测点的甲烷浓度信息、抽采负压信息，直至到达设计探测深度；

在无线终端(6)上接收并查看各测点的甲烷浓度信息、抽采负压信息，并拟合成甲烷浓度曲线和抽采负压曲线，依据甲烷浓度曲线和抽采负压曲线的趋势变化判断封孔的抽采钻孔是否漏气。

2.如权利要求1所述的一种煤层瓦斯抽采钻孔原位探测方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

若甲烷浓度曲线和抽采负压曲线从孔口至探测终点没有明显波动，则判断封孔的抽采钻孔未漏气；

若甲烷浓度曲线和抽采负压曲线从孔口至封孔终点没有明显波动，但从封孔终点至探测终点瓦斯浓度逐渐升高，则判断封孔的抽采钻孔漏气。

3.如权利要求2所述的一种煤层瓦斯抽采钻孔原位探测方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

判断封孔的抽采钻孔未漏气后减小封孔位置距离孔口的深度至X-M米；

再次测量并查看各测点的甲烷浓度曲线和抽采负压曲线，依据甲烷浓度曲线和抽采负压曲线的趋势变化判断封孔的抽采钻孔是否漏气；

若抽采钻孔漏气，则判断封孔位置深度应为X米，若抽采钻孔未漏气，则重复上述步骤，直至确定合理封孔位置深度。

4.如权利要求2所述的一种煤层瓦斯抽采钻孔原位探测方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

判断封孔的抽采钻孔漏气后增加封孔位置距离孔口的深度至X+M米；

再次测量并查看各测点的甲烷浓度曲线和抽采负压曲线，依据甲烷浓度曲线和抽采负压曲线的趋势变化判断封孔的抽采钻孔是否漏气；

若抽采钻孔未漏气，则判断封孔位置深度应为X+M米，若抽采钻孔漏气，则重复上述步骤，直至确定合理封孔位置深度。

5.如权利要求1所述的一种煤层瓦斯抽采钻孔原位探测方法，其特征在于：

所述探管(1)包括由前至后依次连接的测量节段(130)、主控节段(120)和供电节段(110)；

所述供电节段(110)包括第一外管(116)，以及位于第一外管(116)内的探管电池组(117)和抽采负压测量模块(115)；

所述主控节段(120)包括与第一外管(116)同轴可拆卸连接的第二外管(125)，所述第二外管(125)内设有主控电路板(126)、轨迹测量模块和蓝牙模块(127)；

所述测量节段(130)包括与第二外管(125)同轴可拆卸连接的第三外管(131)，所述第三外管(131)内设有与主控电路板(126)连接的瓦斯浓度传感器(132)。

6.如权利要求5所述的一种煤层瓦斯抽采钻孔原位探测方法，其特征在于：

所述第一外管(116)的一端设有连接推杆(3)的推杆连接头(111)，另一端设有电连接主控节段(120)的航插公头(121)，所述探管电池组(117)和/或抽采负压测量模块(115)通过硅胶灌封在第一外管(116)内；

所述第一外管(116)远离推杆连接头(111)的一端螺纹连接有第一连接头(118)，所述航插公头(121)与所述探管电池组(117)和抽采负压测量模块(115)电连接后固定于所述第一连接头(118)内；

所述第二外管(125)接近第一外管(116)的一端螺纹连接有第二连接头(123)，所述第二连接头(123)内设有连接供电节段(110)的航插母头(122)；

所述第一连接头(118)上转动套设有将航插公头(121)插入所述航插母头(122)的套管(119)，所述套管(119)的一端与第二连接头(123)螺纹连接。

7.如权利要求5所述的一种煤层瓦斯抽采钻孔原位探测方法，其特征在于：

所述主控电路板(126)包括微处理器、存储模块和时钟模块、电源管理模块，以及连接抽采负压测量模块(115)、瓦斯浓度传感器(132)、轨迹测量模块和蓝牙模块(127)的接口模块；

所述微处理器获取抽采负压测量模块(115)、瓦斯浓度传感器(132)、轨迹测量模块的采集信息并存储至所述存储模块，并将存储模块内的采集信息经蓝牙模块(127)无线发送至无线终端(6)。

8.如权利要求7所述的一种煤层瓦斯抽采钻孔原位探测方法，其特征在于：

所述探管电池组(117)设有本安电源保护模块，所述本安电源管理模块与探管电池组(117)连接，并将探管电池组(117)的电能分配至微处理器、存储模块、时钟模块、接口模块、抽采负压测量模块(115)、轨迹测量模块、瓦斯浓度传感器(132)和蓝牙模块(127)。

9.如权利要求5所述的一种煤层瓦斯抽采钻孔原位探测方法，其特征在于：

所述第二外管(125)接近第三外管(131)的一端螺纹连接有连接套(128)，所述第三外管(131)靠近第二外管(125)的一端与连接套(128)螺纹连接；

所述主控电路板(126)、轨迹测量模块和蓝牙模块(127)通过电路板固定座(124)固定在第二外管(125)内，且沿第二外管(125)的轴线方向依次排列。

10.如权利要求5所述的一种煤层瓦斯抽采钻孔原位探测方法，其特征在于：

所述抽采负压测量模块(115)为微型气压传感器，所述瓦斯浓度传感器(132)为微型激光甲烷气体传感器；

所述第二外管(125)为非金属材料，所述第二外管(125)内设有与蓝牙模块(127)连接的蓝牙天线。

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