CN203655265U

CN203655265U - 用于煤矿突出预测的深钻孔瓦斯涌出初速度测定仪

Info

Publication number: CN203655265U
Application number: CN201320672331.0U
Authority: CN
Inventors: 齐黎明; 梁为; 张跃兵; 刘国兴
Original assignee: North China Institute of Science and Technology
Current assignee: North China Institute of Science and Technology
Priority date: 2013-10-29
Filing date: 2013-10-29
Publication date: 2014-06-18
Anticipated expiration: 2023-10-29

Abstract

本实用新型涉及一种用于煤矿突出预测的深钻孔瓦斯涌出初速度测定仪，它包括膨胀液管、手动试压泵、封孔器、流量管及孔板流量计，所述封孔器端部设置有注液管接头和流量管接头；所述膨胀液管一端与所述手动试压泵连接，所述膨胀液管另一端与所述注液管接头连接；所述流量管一端与所述孔板流量计连接，所述流量管另一端与所述封孔器的流量管接头连接。本实用新型能够增大钻孔深度，并对钻孔起到有效密封作用，本实用新型可广泛应用于钻孔瓦斯涌出初速度测量领域中。

Description

用于煤矿突出预测的深钻孔瓦斯涌出初速度测定仪

技术领域

本实用新型涉及一种瓦斯涌出初速度测量仪器，特别是关于一种用于煤矿突出预测的深钻孔瓦斯涌出初速度测定仪。

背景技术

煤矿瓦斯是威胁煤矿安全生产的主要因素之一，为了保证矿井安全生产，国家要求突出煤层采取“四位一体”的防突措施，突出预测是“四位一体”防突措施的第一步工作。在众多的突出预测指标中，钻孔瓦斯涌出初速度预测指标在很多矿井得到普遍应用。钻孔瓦斯涌出初速度测定是指在煤层打钻结束后，2分钟内将封孔器送入距钻孔前方1米距离的位置，并密封钻孔，测定该1米长瓦斯室的最大涌出量。现行的钻孔瓦斯涌出初速度测定仪器普遍采用几根钢管相连做流量管，并护送封孔器进入煤层钻孔内的封孔位置，采用普通橡胶做封孔胶囊。在煤层打钻后，一方面，钻孔轴线不是线性的，而是呈抛物线形状；另一方面，钻孔孔壁凹凸不平。这导致现行的钻孔瓦斯涌出初速度测定装备存在两个缺陷：一是连接而成的钢管呈线性，送入非线性钻孔的阻力大，速度慢，因此，在规定时间（2分钟）内，送入钻孔的深度严重受限，使得测定钻孔深度较浅；二是普通封孔胶囊的耐压强度低，实际测定过程中，胶囊内部充气压力只有0.2～0.3MPa，对于凹凸不平的钻孔孔壁，难以实现有效密封，并且，封孔胶囊的后端紧贴钻孔底部，而前端紧贴钻孔顶部，有效封孔长度降低，这种状况会随着钻孔深度增大，而变得更加显著。

因此，现行的钻孔瓦斯涌出初速度测定深度比较浅，通常为3.5米，部分仪器经改进后能达6～8米；在矿井采掘过程中，需要频繁预测，严重制约着采掘速度的提高，这与当前高强度的机械化开采需求是相矛盾的。因此，需要对现行的钻孔瓦斯涌出初速度测定仪进行改进，以提高它的测定深度。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种能够增大对钻孔深度的测定深度，对钻孔起到有效密封的瓦斯涌出初速度测定仪器。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种用于煤矿突出预测的深钻孔瓦斯涌出初速度测定仪，其特征在于：它包括膨胀液管、手动试压泵、封孔器、流量管及孔板流量计，所述封孔器端部设置有注液管接头和流量管接头；所述膨胀液管一端与所述手动试压泵连接，所述膨胀液管另一端与所述注液管接头连接；所述流量管一端与所述孔板流量计连接，所述流量管另一端与所述封孔器的流量管接头连接。

所述封孔器包括所述注液管接头和所述流量管接头之外，还包括防堵管、进气管、一级螺纹接头、内置流量钢管、二级螺纹接头、滑动密封圈、前置端头、钢丝胶囊、后置端头、外置流量钢管和注液钢管；所述防堵管螺纹连接所述进气管前端；所述进气管尾端与所述一级螺纹接头一端螺纹连接固定，所述一级螺纹接头另一端螺纹连接所述二级螺纹接头前端后一起套设在所述内置流量钢管前端；所述内置流量钢管前端上还分别套设有所述滑动密封圈和所述前置端头，所述前置端头与所述二级螺纹接头后端螺纹连接，所述滑动密封圈紧密夹设在所述二级螺纹接头与所述前置端头之间；所述内置流量钢管外部还套设有所述钢丝胶囊，所述前置端头压设在钢丝胶囊前端；所述内置流量钢管尾端焊接有所述后置端头，所述后置端头压设在所述钢丝胶囊后端，所述后置端头上还焊接有所述外置流量钢管和所述注液钢管，所述外置流量钢管后端螺纹连接有所述流量管接头，所述注液钢管后端螺纹连接有所述注液管接头。

所述钢丝胶囊包括内置钢丝网和外置胶皮，所述外置胶皮直接浇注在所述内置钢丝网外部，形成一体式结构。

所述流量管由胶管制作而成。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型由于采用膨胀液管、手动试压泵、封孔器、流量管和孔板流量计构成，封孔器端部连接注液管接头和流量管接头，膨胀液管一端与手动试压泵连接，另一端与注液管接头连接；流量管一端与孔板流量计连接，另一端与封孔器的流量管接头连接。并且流量管采用胶管支撑，这样既可防止传统钢管连接因密封不良而引起的瓦斯泄漏，又具有一定的柔性，对非线性钻孔的适应性强，能推动封孔器在钻孔中快速向前移动，到达较深的测定位置。2、本实用新型由于在在进气管上连接防堵管，通过防堵管可以在不阻碍瓦斯气体进入进气管的同时，有效防止煤渣进入进气管，造成进气管堵塞。3、本实用新型由于流量管采用胶管，具有一定的柔性，流量管在不用时，可以将其盘起，方便携带；在使用时，可以将其直接松开，送入钻孔预定位置，能够节省管路连接时间。4、本实用新型由于采用钢丝胶囊由内置钢丝网和外置胶皮制成，外置胶皮弹性性能较好，且内置钢丝网具有一定的伸缩性，这样通过钢丝胶囊的自由伸缩特性可以有效降低其本身形变大小，进而提高封孔器使用寿命。5、本实用新型由于采用钢丝胶囊在径向膨胀时，能有效提高其钻孔的孔壁之间的应力，增强对钻孔的密封效果，防止瓦斯从钻孔中泄露。本实用新型可广泛应用于钻孔瓦斯涌出初速度测量领域中。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构及应用示意图

图2是本实用新型的封孔器结构示意图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

如图1所示，本实用新型包括一个膨胀液管1、一个手动试压泵2、一个封孔器3、一个流量管4和一个孔板流量计5，封孔器3端部设置有注液管接头6和流量管接头7。膨胀液管1一端与手动试压泵2连接，另一端与封孔器3的注液管接头6连接；流量管4一端与孔板流量计5连接，另一端与封孔器3的流量管接头7连接。工作时，通过流量管4将封孔器3放入事先在煤层8中打好的钻孔9，钻孔9的底端为瓦斯室10，当封孔器3置入瓦斯室10后，通过流量管4与封孔器3连接的孔板流量计5可以检测瓦斯室10内的气体流量；手动试压泵2可通过膨胀液管1向封孔器3内注入所需的膨胀液。

如图2所示，封孔器3除了包括注液管接头6和流量管接头7，还包括防堵管11、进气管12、一级螺纹接头13、二级螺纹接头14、内置流量钢管15、滑动密封圈16、前置端头17、钢丝胶囊18、后置端头19、外置流量钢管20和注液钢管21。防堵管11螺纹连接进气管12前端，可以在不阻碍瓦斯气体进入进气管12的同时，有效防止煤渣进入进气管12后造成进气管12堵塞。进气管12尾端与一级螺纹接头13一端螺纹连接固定，一级螺纹接头13另一端螺纹连接二级螺纹接头14前端后，一级螺纹接头13和二级螺纹接头14一起套设在内置流量钢管15前端，进而带动防堵管11和进气管12在内置流量钢管15上滑动。在内置流量钢管15前端上还分别套设有滑动密封圈16和前置端头17，前置端头17与二级螺纹接头14后端螺纹连接，滑动密封圈16紧密夹设在二级螺纹接头14与前置端头17之间。内置流量钢管15外部还套设有钢丝胶囊18，前置端头17通过扣压机的压力作用压设在钢丝胶囊18前端，可防止钢丝胶囊18里面的液体泄漏；内置流量钢管15尾端焊接有后置端头19，后置端头19也通过扣压机的压力作用压设在钢丝胶囊18后端，在后置端头19上还焊接有外置流量钢管20和注液钢管21，外置流量钢管20与内置流量钢管15连通，注液钢管21与钢丝胶囊18连通。在外置流量钢管20后端螺纹连接有流量管接头7，注液钢管21后端螺纹连接有注液管接头6。

上述实施例中，钢丝胶囊18包括内置钢丝网22和外置胶皮23，外置胶皮23直接浇注在内置钢丝网22外部，形成一体式结构。

上述实施例中，流量管4由软硬合适的胶管制作而成，既可防止传统钢管连接因密封不良而引起的瓦斯泄漏，又具有一定的柔性，对非线性钻孔9的适应性强，能推动封孔器在钻孔9中快速向前移动，在2分钟内到达较深的测定位置。流量管4在不用时，可以将其盘起，方便携带；在使用时，可以将其直接松开，送入钻孔预定位置，能够节省管路连接时间。

上述各实施例中，膨胀液可从膨胀液管1内流经注液钢管21进入钢丝胶囊18内，钢丝胶囊18中的内置钢丝网22和外置胶皮23均具有很强的弹性，钢丝胶囊18内部最大承受压力为6MPa，可根据内部膨胀液的压力大小自由伸缩。当注入膨胀液时，钢丝胶囊18径向膨胀而横向收缩；当抽出膨胀液时，钢丝胶囊18径向收缩而横向膨胀，从而带动防堵管11、进气管12、一级螺纹接头13、二级螺纹接头14、滑动密封圈16和前置端头17在内置流量钢管15上滑动。当钢丝胶囊18径向膨胀时，能有效提高其与钻孔9的孔壁间的应力，增强对钻孔9的密封效果，防止瓦斯从钻孔9中泄露出去；钢丝胶囊18的自由伸缩特性可有效降低形变大小，提高封孔器使用寿命。

上述实施例中，瓦斯室10内的瓦斯气体通过防堵管11依次进入进气管12、内置流量钢管15、外置流量钢管20和流量管4到达孔板流量计5，从而进行瓦斯涌出初速度检测。

综上所述，本实用新型直接测定钻孔瓦斯涌出初速度包括以下步骤：

（1）将封孔器3与膨胀液管1、流量管4连接好；将手动试压泵2内灌满水，并注入钢丝胶囊18，钢丝胶囊18里的水充满即可，不要带压使其膨胀。

（2）采用常规方法在煤层中打一个深度和大小符合要求的钻孔9。

（3）将封孔器3送入钻孔9预定位置，利用手动试压泵2加压使钢丝胶囊18膨胀，达到预定压力后，连接流量管4和孔板流量计5，测定不同时间的钻孔瓦斯流量。

上述各实施例仅用于说明本实用新型，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本实用新型技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。

Claims

1.一种用于煤矿突出预测的深钻孔瓦斯涌出初速度测定仪，其特征在于：它包括膨胀液管、手动试压泵、封孔器、流量管及孔板流量计，所述封孔器端部设置有注液管接头和流量管接头；所述膨胀液管一端与所述手动试压泵连接，所述膨胀液管另一端与所述注液管接头连接；所述流量管一端与所述孔板流量计连接，所述流量管另一端与所述封孔器的流量管接头连接。

2.如权利要求1所述的用于煤矿突出预测的深钻孔瓦斯涌出初速度测定仪，其特征在于：所述封孔器包括所述注液管接头和所述流量管接头之外，还包括防堵管、进气管、一级螺纹接头、内置流量钢管、二级螺纹接头、滑动密封圈、前置端头、钢丝胶囊、后置端头、外置流量钢管和注液钢管；所述防堵管螺纹连接所述进气管前端；所述进气管尾端与所述一级螺纹接头一端螺纹连接固定，所述一级螺纹接头另一端螺纹连接所述二级螺纹接头前端后一起套设在所述内置流量钢管前端；所述内置流量钢管前端上还分别套设有所述滑动密封圈和所述前置端头，所述前置端头与所述二级螺纹接头后端螺纹连接，所述滑动密封圈紧密夹设在所述二级螺纹接头与所述前置端头之间；所述内置流量钢管外部还套设有所述钢丝胶囊，所述前置端头压设在钢丝胶囊前端；所述内置流量钢管尾端焊接有所述后置端头，所述后置端头压设在所述钢丝胶囊后端，所述后置端头上还焊接有所述外置流量钢管和所述注液钢管，所述外置流量钢管后端螺纹连接有所述流量管接头，所述注液钢管后端螺纹连接有所述注液管接头。

3.如权利要求2所述的用于煤矿突出预测的深钻孔瓦斯涌出初速度测定仪，其特征在于：所述钢丝胶囊包括内置钢丝网和外置胶皮，所述外置胶皮直接浇注在所述内置钢丝网外部，形成一体式结构。

4.如权利要求1或2或3所述的用于煤矿突出预测的深钻孔瓦斯涌出初速度测定仪，其特征在于：所述流量管由胶管制作而成。