CN205370556U - 含水煤层自动排水型瓦斯压力测定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种含水煤层自动排水型瓦斯压力测定装置，包括封孔系统、自动排水系统、压力平衡系统、气水分离系统、压力测试系统。其中自动排水系统与压力平衡系统主要是通过平衡连接体进行连接、控制。本装置可以实现含水煤层中气水的分离、水的自动排出，并进行瓦斯压力的测试，减少煤层水对瓦斯压力测试的影响。这对提高瓦斯压力测试的准确性，减少瓦斯事故的发生具有重要意义。同时，该装置测试原理简单、操作方便、附加成本低，具有较好的应用前景。

Description

含水煤层自动排水型瓦斯压力测定装置

技术领域

本实用新型属于煤矿安全生产技术领域，尤其涉及一种含水煤层自动排水型瓦斯压力测定装置。

背景技术

煤与瓦斯突出是制约煤矿安全生产的重要灾害之一。该灾害不仅破坏煤矿生产设备，而且造成人员的大量伤亡。尤其是随着煤矿开采深度的增加，潜在的煤与瓦斯突出强度和频度逐渐增加。因此，加强煤与瓦斯突出预测与防治变的极其重要。煤与瓦斯突出预测主要是通过参数测试，根据参数特征对其危险性进行评价，测试参数有很多，其中瓦斯压力参数是其重要参数之一。提高瓦斯压力测试的准确性，对于准确进行突出危险性预测极其重要。

由于煤层中气水共存，水的存在影响了煤层瓦斯压力测试的准确性。因此，必须对煤层中气水进行分离，并将水排出，然后进行瓦斯压力的测试，降低水的存在对瓦斯压力测试造成的影响。以往学者进行了诸多研究，研究出了气水分离装置、自动排水装置等。但是，在这些设备中水的排出大多是在高压气的驱动作用下排出，易造成气体的逸散和压力表读数的大幅波动，造成测试存在误差、不够准确的问题依然存在。因此本实用新型引入了压力平衡系统，可以有效缓解上述问题，这对大大提高瓦斯参数测试准确性，提高煤矿生产的安全性具有重要意义。

发明内容

本实用新型针对含水煤层瓦斯压力测试不准确的问题，提出了一种含水煤层自动排水型瓦斯压力测定装置。通过该装置可以实现含水煤层中气、水的分离、水的自动排出，并进行瓦斯压力的测试，减少煤层水对瓦斯压力测试的影响。这对提高瓦斯参数测试的准确性，减少瓦斯事故的发生具有重要意义。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：含水煤层自动排水型瓦斯压力测定装置，包括封孔系统、自动排水系统、压力平衡系统、气水分离系统、压力测试系统。其中自动排水系统与压力平衡系统主要是通过平衡连接体进行连接、控制。

所述压力平衡系统包括连接气水分离箱3和平衡箱5的平衡连接体8，以及固定在连接体8上的自动阀门。

所述平衡连接体8为一钢制空心圆管结构，通过焊接联通气水分离箱3和平衡箱5，并在其上部固定有1#自动阀门17。

所述自动排水系统包括位于气水分离箱3底部的封堵球4和与其底部连接的平衡箱5。

所述气水分离箱3为一顶部密封、底部开口、上部呈圆柱形、下部呈圆锥形的钢制结构，并且在其圆锥形区域铺垫橡胶垫，增加封堵球4与气水分离箱3之间的密封性。

采用上述技术方案，压力平衡系统主要起到平衡气水分离箱3、平衡箱5内部压力的作用。其中该系统中1#自动阀门17可以根据气水分离箱3内部液面的变化，实现阀门的自动开启与关闭。

自动排水系统主要是根据气水分离箱3中液面变化，及时对1#自动阀门17和2#自动阀门18进行自动控制。在初始时2#自动阀门18处于开启状态、1#自动阀门17处于关闭状态，在压差作用，封堵球4被压在气水分离箱3的下部，阻止了水的流出。随着液面的上升，当上升到第一传感器6时，其将信号通过电缆19传输到自动阀门，此时自动关闭2#自动阀门18、打开1#自动阀门17，在平衡连接体8的作用下，实现压力平衡，此时封堵球4在浮力作用下上浮，水由气水分离箱3流入平衡箱5，当液面降至第二传感器7，自动关闭1#自动阀门17，打开2#自动阀门18，将水排出。随着水的流出，封堵球上部和下部在压差的作用下又固定在了气水分离箱3的底部。

气水分离系统主要是对测压孔中的的气水进行分离。主要是在气水分离箱3上部固定了气水分离系统2，该系统是有多层窗纱叠加而成。

封孔系统主要是将泥浆通过注浆泵12加压以后，通过注浆管14注入到钻孔内部，进行封孔。

测试系统主要是对气体压力进行测试，在气水分离箱3的顶部安装有气压表1，对管路中的压力进行测试。

本实用新型可以实现含水煤层中气水的分离和水的自动排出，并进行瓦斯压力的测试，减少煤层水对瓦斯压力测试的影响，提高瓦斯压力测试的准确性，具有以下优点：

（1）在该装置中设计了自动排水系统和压力平衡系统，可以在保证系统密闭性的基础上，实现煤层水的自动排出，有效降低了煤层水对瓦斯压力测试的影响；

（2）自动排水系统的合理设计，实现了煤层水的自动排出，操作方便、简单、额外投入少、效果好。

附图说明

图1含水煤层自动排水型瓦斯压力测定装置。

附图标记说明:1：气压表；2：气水分离系统；3：气水分离箱；4：封堵球；5：平衡箱；6：第一传感器；7：第二传感器；8：平衡连接体；9：水压表；10：流量计；11：阀门；12：注浆泵；13：泥浆池；14：注浆管；15：测压管；16：钻孔；17:1#自动阀门；18:2#自动阀门；19：电缆。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型含水煤层自动排水型瓦斯压力测定装置，包括封孔系统、自动排水系统、压力平衡系统、气水分离系统、压力测试系统。其中自动排水系统与压力平衡系统主要是通过平衡连接体进行连接、控制。

压力平衡系统包括连接气水分离箱3和平衡箱5的平衡连接体8，以及固定在连接体8上的自动阀门。

平衡连接体8为一钢制空心圆管结构，通过焊接联通气水分离箱3和平衡箱5，并在其上部固定有1#自动阀门17。

自动排水系统包括位于气水分离箱3底部的封堵球4和与其底部连接的平衡箱5。

气水分离箱3为一顶部密封、底部开口、上部呈圆柱形、下部呈圆锥形的钢制结构，并且在其圆锥形区域铺垫橡胶垫，增加封堵球4与气水分离箱3之间的密封性。

压力平衡系统主要起到平衡气水分离箱3、平衡箱5内部压力的作用。其中该系统中1#自动阀门17可以根据气水分离箱3内部液面的变化，实现阀门的自动开启与关闭。

自动排水系统主要是根据气水分离箱3中液面变化，及时对1#自动阀门17和2#自动阀门18进行自动控制。在初始时2#自动阀门18处于开启状态、1#自动阀门17处于关闭状态，在压差作用，封堵球4被压在气水分离箱3的下部，阻止了水的流出。随着液面的上升，当上升到第一传感器6时，将信号通过电缆19传输到自动阀门，此时关闭2#自动阀门18、打开1#自动阀门17，在平衡连接体8的作用下，实现压力平衡，此时封堵球4在浮力作用下上浮，水由气水分离箱3流入平衡箱5，当液面降至第二传感器7处时，自动关闭1#自动阀门17，打开2#自动阀门18，将水排出。随着水的流出，封堵球上部和下部在压差的作用下又固定在了气水分离箱3的底部。

气水分离系统主要是对测压孔中的的气水进行分离。主要是在气水分离箱3上部固定了气水分离系统2，该系统是有多层塑料材质窗纱叠加而成。

封孔系统主要是将泥浆通过注浆泵12加压以后，通过注浆管14注入到钻孔内部，进行封孔，为了实现对压力、流量的监测，在管路上安装了水压表9、流量计10以及阀门11。

测试系统主要是对气体压力进行测试，在气水分离箱3的顶部安装有气压表1，对管路中的压力进行测试。

本实用新型的具体操作步骤为：

本装置可以适用于多种上行孔的气体压力测定，在此仅以上行孔瓦斯压力测定为例进行论述。

（1）采用钻机，进行测压孔的钻进。

（2）将测压管15、注浆管14放入钻孔内部，并对其他配套设备进行固定、检查，做好封孔准备。

（3）启动注浆泵12进行水泥浆液的注入，完成封孔。

（4）固定好气体压力测试系统及其辅助系统，准备进行测试。

（5）先启动自动排水系统，然后启动气体测压系统，进行测试。

（6）测试结束，对设备进行收集、整理。

据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.含水煤层自动排水型瓦斯压力测定装置，包括封孔系统、自动排水系统、压力平衡系统、气水分离系统、压力测试系统；其中自动排水系统与压力平衡系统主要是通过平衡连接体进行连接、控制。

2.根据权利要求1所述的含水煤层自动排水型瓦斯压力测定装置，其特征在于，所述压力平衡系统包括连接气水分离箱（3）和平衡箱（5）的平衡连接体（8），以及固定在连接体（8）上的自动阀门。

3.根据权利要求2所述的含水煤层自动排水型瓦斯压力测定装置，其特征在于，所述平衡连接体（8）为一钢制空心圆管结构，通过焊接联通气水分离箱（3）和平衡箱（5），并在其上部固定有1#自动阀门（17）。

4.根据权利要求1所述的含水煤层自动排水型瓦斯压力测定装置，其特征在于，所述自动排水系统包括位于气水分离箱（3）底部的封堵球（4）和与其底部连接的平衡箱（5）。

5.根据权利要求4所述的含水煤层自动排水型瓦斯压力测定装置，其特征在于，所述气水分离箱（3）为一顶部密封、底部开口、上部呈圆柱形、下部呈圆锥形的钢制结构，并且在其圆锥形区域铺垫橡胶垫。