CN202832506U - 瓦斯压力俯角测量系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种瓦斯压力俯角测量系统。包括：一测量孔和设在测量孔周围的辅助注浆孔，辅助注浆孔的孔底距离待测煤层第一距离，测量孔的孔底距离待测煤层第二距离；辅助注浆孔内填充有密封段；测量孔内穿设有与待测煤层连通的置入孔，置入孔与测量孔之间为测量封堵段；置入孔内设置有用于测量待测煤层瓦斯压力的测压管和用于注入封堵浆液的注浆管，并在置入孔接近底部、且在待测煤层上方形成有封底段，封底段与置入孔的底部共同围成测压室，测压管底端位于测压室内，注浆管底端位于封底段上方；封底段上方的置入孔内填充有内层封堵段。本系统可避免围岩中的水进入到待测煤层中，提高了测得瓦斯压力值的准确性。

Description

瓦斯压力俯角测量系统

技术领域

本实用新型涉及煤矿开采领域，尤其涉及一种瓦斯压力俯角测量系统。 

背景技术

煤层瓦斯压力是瓦斯涌出和突出的动力，也判断煤体瓦斯含量的重要指标，在井巷揭煤过程中，准确测定煤层瓦斯压力是安全、高效、快速揭煤的关键。 

现有技术的瓦斯压力的测量过程如下：步骤a、在巷道工作面或地面上朝煤层所在方向钻出3m左右的测量孔、并向该圆孔内注入水泥浆封孔；步骤b、待水泥浆凝固后，在该测量孔中继续钻进，使该测量孔穿透该圆孔中水泥浆凝固形成的水泥浆层、并延伸至距离煤层约1m处，再次向测量孔中注入水泥浆；步骤c、待凝固后，再次在该测量孔中继续钻进，以将该测量孔延伸至煤层中，然后，将测压管及注浆管下入到测量孔中，并保证测压管末端处于煤层中，注浆管末端位于测压管末端的上方，再利用聚氨酯等封堵材料在测量孔中封堵形成封底段，使注浆管的末端位于封底段上方，而位于煤层中的封底段下方则形成测压室；步骤d、再次向测量孔内注入水泥浆，待凝固后，便可通过测压管顶端的压力表获取煤层中的瓦斯压力。 

采用现有技术中的瓦斯压力测量方法进行煤层瓦斯压力测量，比较适用于仰角孔测压，当煤层位于需钻测量孔的巷道工作面或巷道地面的下方时，测量孔需沿向下递降的方向延伸，即测量孔为俯角孔时；此时，由于测量孔周围的围岩存在裂隙，且在下入测压管和注浆管过程中，测量孔是直接连通至煤层的、因而围岩中的水在重力作用下很可能经围岩中的裂隙流入到煤层中，侵占煤层空间而导致瓦斯压力发生改变，从而获取的瓦斯压力值不准确、无法反映煤层真实的瓦斯压力。 

实用新型内容

针对现有技术中的上述缺陷，本实用新型提供一种瓦斯压力俯角测量系统，用于避免俯角测量瓦斯压力过程中，围岩中的水流至煤层中，提高测得的瓦斯压力值的准确性。 

本实用新型提供一种瓦斯压力俯角测量系统，包括：一测量孔和设在所述测量孔周围的至少三个辅助注浆孔，所述辅助注浆孔的孔底到所述待测煤层的距离记为第一距离，所述测量孔的孔底到所述待测煤层的距离记为第二距离；所述辅助注浆孔内填充有封堵浆液凝固形成的密封段；所述测量孔内穿设有一置入孔，所述置入孔与所述待测煤层相连通，所述置入孔与所述测量孔之间为测量封堵段；所述置入孔内设置有用于测量所述待测煤层瓦斯压力的测压管和用于注入封堵浆液的注浆管，并在所述置入孔接近底部、且在所述待测煤层上方形成有封底段，所述封底段与所述置入孔的底部共同围成测压室，且所述测压管底端位于所述测压室内，所述注浆管底端位于所述封底段上方；所述封底段上方的所述置入孔内填充有封堵浆液凝固形成的内层封堵段。 

如上所述的瓦斯压力俯角测量系统，优选地，还包括：穿设在所述测量孔内、且围设在所述置入孔外侧的套管，所述套管与所述测量孔长度相等。 

如上所述的瓦斯压力俯角测量系统，优选地，所述第一距离小于或等于第二距离。 

如上所述的瓦斯压力俯角测量系统，优选地，所述辅助注浆孔为四个，所述第一距离小于或等于1m，且所述四个辅助注浆孔所围成的多边形的外接圆直径为2～3m。 

如上所述的瓦斯压力俯角测量系统，优选地，所述辅助注浆孔的直径为94mm，所述测量孔的直径为153mm或133mm，所述套管的直径为108mm。 

本实用新型提供的瓦斯压力俯角测量系统，通过设置在测量孔周围的多个辅助注浆孔，可有效封堵住待钻测量孔周围围岩中的裂隙，使得围岩中的水大部分被拦截在辅助注浆孔围成的区域外，避免了围岩中的水由测量孔及置入孔进入到待测煤层中，从而提高了获取的瓦斯压力值的准确性，能更加真实地反映煤层中的瓦斯压力，进一步保证了煤矿生产安全。

附图说明

图1为本实用新型瓦斯压力俯角测量方法实施例的流程图； 

图2为本实用新型瓦斯压力俯角测量系统实施例的结构示意图； 

图3为图2中A-A向视图。 

具体实施方式

图1为本实用新型瓦斯压力俯角测量方法实施例的流程图；如图1所示，本实施例提供一种瓦斯压力俯角测量方法，包括： 

步骤101、在待钻测量孔的位置周围钻出至少三个朝待测煤层延伸的辅助注浆孔，所述待钻测量孔的位置位于所述至少三个辅助注浆孔所围成的多边形的中心处，且所述辅助注浆孔的孔底距离待测煤层第一距离。 

具体地，测量孔可以选择在巷道工作面或地面上钻设，辅助注浆口可以与测量孔选择在同一巷道工作面或底面上钻设；辅助注浆孔的总数可以为三个以上，并保证钻出的辅助注浆孔的外接圆圆心位置为测量孔的钻设位置；需要说明的是，上述辅助注浆孔的外接圆直径可以根据辅助注浆孔的总数有所不同，当上述辅助注浆孔的外接圆直径较大时，辅助注浆孔的数量应该更多，当上述辅助注浆孔的外接圆直径较小时，辅助注浆孔的数量可以更少些。 

优选地，辅助注浆孔可以为4个，第一距离可以小于或等于1m，上述辅助注浆孔所围成的多边形的外接圆直径不超过3m为佳，可以为2～3m。 

优选地，所述辅助注浆孔的孔底距离待测煤层的第一距离可以小于或等于所述第二距离；所述辅助注浆孔的直径可以为94mm。。 

步骤102、分别向所述辅助注浆孔注入封堵浆液，以封堵住所述辅助注浆孔；具体地，封堵注浆液可以为水泥浆，当然也可以为其它可以填充空隙并可以凝固的浆液。 

步骤103、待所述至少三个辅助注浆孔内的所述封堵浆液完全凝固后，在所述待钻测量孔的位置钻出测量孔，所述测量孔的孔底距离所述待测煤层第二距离，并向所述测量孔内注入封堵浆液。 

具体地，第二距离可以小于或等于1m；在这里，当三个辅助注浆孔内的封堵浆液完全凝固后，再在多个辅助注浆孔围成的区域中心处施工测量孔，可以使三个以上辅助注浆孔围成的区域内的岩层中的裂隙被封堵注浆液填堵，起到拦截围岩中水向正在施工的测量孔处流动的作用。 

步骤104、待所述测量孔内的封堵浆液完全凝固形成测量封堵段后，在所述测量孔内、穿透所述测量封堵段继续钻进，以形成与所述待测煤层相连通的置入孔；即，待测量孔完全凝固后，再重新穿透该测量孔并继续钻进直至待测煤层处，从而形成置入孔。 

步骤105、向所述置入孔中置入用于测量所述待测煤层测量瓦斯压力的测压管，以及用于注入封堵浆液的注浆管，并在所述置入孔接近底部、且位于所述待测煤层上方施工封底段，以形成测压室。 

具体地，测压管末端可伸到煤层中，注浆管也伸入到置入孔、但注浆管末端应处于煤层上方；然后便可利用一挡板在置入孔将煤层与岩层分隔开，并利用聚氨酯和岩棉在挡板上方将测压管与置入孔侧壁之间填充形成封底段，从而，封底段以下的置入孔围成一处于煤层中的测压室，测压管末端则处于该测压室内，注浆管的末端则位于封底段的上方。 

步骤106、通过所述注浆管再次向所述置入孔内注入封堵浆液，以在经第一凝固时间后，通过所述注浆管顶部的压力表获取所述测压室中的煤层瓦斯压力。 

本实施例提供的瓦斯压力俯角测量方法，通过在施工测量孔前先在对应位置的周围施工辅助注浆孔，并向辅助注浆孔注入封堵浆液，有效封堵住了待钻测量孔周围围岩中的裂隙，使得围岩中的水大部分被拦截在辅助注浆孔围成的区域外，避免了围岩中的水由测量孔及置入孔进入到待测煤层中，从而提高了获取的瓦斯压力值的准确性，能更加真实地反映煤层中的瓦斯压力，进一步保证了煤矿生产安全。 

在上述实施例中，步骤103还可以包括：在所述待钻测量孔的位置钻出测量孔后，向所述测量孔内放入与所述测量孔等长的套管，然后向所述测量孔内注入所述封堵浆液，且所述套管的内径大于所述置入孔的直径；在钻出测量孔后，先在测量孔内置入直径略小于测量孔的套管，可以更好地使封堵浆液凝固后与测量孔侧壁形成一体，且套管还可以增强对测量孔的封堵效果，更大程度地阻断岩层中水流向待测煤层。 

其中，优选地，所述测量孔的直径可以为153mm或133mm，所述套管的直径为108mm。 

图2为本实用新型瓦斯压力俯角测量系统实施例的结构示意图；图3为 图2中A-A向视图；本实用新型另一实施例提供一种瓦斯压力俯角测量系统，如图2和图3所示，包括：一测量孔21和设在测量孔21周围的至少三个辅助注浆孔22，辅助注浆孔22的孔底距离待测煤层30第一距离，测量孔21的孔底距离待测煤层30第二距离；辅助注浆孔22内填充有封堵浆液凝固形成的密封段；测量孔21内穿设有一置入孔211，置入孔211与待测煤层30相连通，置入孔211与测量孔21之间为测量封堵段212；置入孔211内设置有用于测量待测煤层30瓦斯压力的测压管31和用于注入封堵浆液的注浆管32，并在置入孔211接近底部、且在待测煤层30上方形成有封底段33，封底段33与置入孔211的底部共同围成测压室301，且测压管31底端位于测压室301内，注浆管32底端位于封底段33上方；封底段33上方的置入孔211内填充有封堵浆液凝固形成的内层封堵段。 

需要说明的是，图3中并不表示测量孔21和置入孔211的延伸方向是水平的、且待测煤层30的延伸方向也不代表是垂直的，实际情况是，测量孔21和置入孔211的延伸方向可以向水平面下方任何方向延伸，而测量孔21和置入孔211的延伸方向则可以垂直于待测煤层30，以使钻进距离更短，节约能源。 

具体地，测量孔21和辅助注浆孔22可以位于同一巷道工作面或者地面上，辅助注浆孔22的总数可以为三个以上，测量孔21位于多个辅助注浆孔22的外接圆圆心处；需要说明的是，辅助注浆孔22的外接圆直径可以根据辅助注浆孔的总数有所不同，当上述辅助注浆孔的外接圆直径较大时，对应地，辅助注浆孔的数量应该更多，当上述辅助注浆孔的外接圆直径较小时，辅助注浆孔的数量可以相应少些。 

本实施例的瓦斯压力俯角测量系统，可以将测压管31顶端连接一压力表，由于测压是301位于待测煤层30中，且与其上方的岩层相互不连通，因此，测压室301内的压力就反映的待测煤层3中瓦斯压力，即，由压力表的读数便可获取待测煤层30的瓦斯压力值。 

由于本实施例提供的瓦斯压力俯角测量系统中，测量孔21周围设置有多个辅助注浆孔22，通过辅助注浆孔22的封堵作用，可以使岩层中的大部分水被拦截在辅助注浆孔22围成区域外，避免了岩层中水流入到测量孔21及置入孔211后进入到待测煤层，排除了待测煤层中水对所测得的瓦斯压力值 的影响，使得从测压管获得的压力数值能更真实地反映煤层中的瓦斯压力，提高了测量精准性，有利于提高煤矿生产安全性。 

在上述实施例中，还包括：穿设在测量孔21内、且围设在置入孔211外侧的套管213，套管213与测量孔21长度可以相等。也就是说，在钻出测量孔21后，可先在测量孔21内置入直径略小于测量孔的套管213，以更好地使封堵浆液凝固后与测量孔侧壁形成一体，且套管213还可以增强对测量孔21的封堵效果，更大程度地阻断岩层中水流向待测煤层。 

优选地，辅助注浆孔22的孔底距离待测煤层的第一距离小于或等于测量孔21的孔底距离待测煤层30的第二距离，以更全方位地拦截围岩中的水的流动，更有利于防止水进入待测煤层。 

进一步地，辅助注浆孔22可以为四个，第一距离可以小于或等于1m，且四个辅助注浆孔22所围成的多边形的外接圆直径可以为2～3m。以方便辅助注浆孔的施工，并达到良好的拦截水向煤层流动，获得准确的压力值。 

更进一步地，辅助注浆孔22的直径可以为94mm，测量孔21的直径可以为153mm或133mm，套管213的直径可以为108mm；即，辅助注浆孔22可以采用直径为94mm的钻头钻成，测量孔21可以采用直径为153mm或133mm的钻头钻成，这些型号的钻头都为矿井生产中常用钻头，有利于提高设备利用率；且上述孔径的选择，有利于注浆、下管等工序操作，有利于提高瓦斯压力测量的效率。 

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的范围。 

Claims (5)

1.一种瓦斯压力俯角测量系统，其特征在于，包括： 

一测量孔和设在所述测量孔周围的至少三个辅助注浆孔，所述辅助注浆孔的孔底到所述待测煤层的距离记为第一距离，所述测量孔的孔底到所述待测煤层的距离记为第二距离；所述辅助注浆孔内填充有封堵浆液凝固形成的密封段；所述测量孔内穿设有一置入孔，所述置入孔与所述待测煤层相连通，所述置入孔与所述测量孔之间为测量封堵段；所述置入孔内设置有用于测量所述待测煤层瓦斯压力的测压管和用于注入封堵浆液的注浆管，并在所述置入孔接近底部、且在所述待测煤层上方形成有封底段，所述封底段与所述置入孔的底部共同围成测压室，且所述测压管底端位于所述测压室内，所述注浆管底端位于所述封底段上方；所述封底段上方的所述置入孔内填充有封堵浆液凝固形成的内层封堵段。 

2.根据权利要求1所述的瓦斯压力俯角测量系统，其特征在于，还包括： 

穿设在所述测量孔内、且围设在所述置入孔外侧的套管，所述套管与所述测量孔长度相等。 

3.根据权利要求1所述的瓦斯压力俯角测量系统，其特征在于，所述第一距离小于或等于第二距离。 

4.根据权利要求1所述的瓦斯压力俯角测量系统，其特征在于，所述辅助注浆孔为四个，所述第一距离小于或等于1m，且所述四个辅助注浆孔所围成的多边形的外接圆直径为2～3m。 

5.根据权利要求1至4任一所述的瓦斯压力俯角测量系统，其特征在于，所述辅助注浆孔的直径为94mm，所述测量孔的直径为153mm或133mm，所述套管的直径为108mm。 

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