一种智能瓦斯压力测定方法与流程

1.本发明涉及井下瓦斯压力测定领域，具体涉及一种智能瓦斯压力测定方法。


背景技术：

2.随着煤矿开采深度的增加，煤矿的瓦斯问题日益严重，尤其是高瓦斯低透气性煤层的瓦斯治理问题，一直严重制约着煤矿的安全生产，其中瓦斯突出造成大量的人员伤亡和财产损失，但是煤层钻孔测压过程中不可避免受到地应力各因素综合影响，从而使煤层钻孔周围裂隙不断发育，造成煤层原始瓦斯从这些裂隙中露出。现在大多数还是用水泥封孔，采用液封气原理。传统水泥封孔初期可以封堵周围裂隙，凝固流动性消失后，裂隙仍不断产生，所以中后期新产生的裂隙无法封堵，因此存在很大压力测定误差值，严重影响了防突措施的制定,并且在传统封孔器配合液封气的时候会极易出现漏浆现象。


技术实现要素：

3.针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种智能瓦斯压力测定方法，其能够提高本煤层瓦斯压力测定的精确值，有效的预防瓦斯突出事故的发生，且机械结构的可靠性强，可重复性使用，降低煤炭开采的成本。
4.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
5.本发明提供一种智能瓦斯压力测定方法，具体包括以下步骤：
6.s1、将矿用本安型智能瓦斯压力测定设备放进钻孔中，控制卡瓦装置环向封堵钻孔，向囊袋注水对封孔段进行初步封孔；
7.s2、当囊袋与周围破碎的煤体紧密固结成一体时，向注浆空间内注浆，动态的封阻新生裂隙；
8.s3、待注浆压力达到预设值后停止注浆，智能测压芯片启动接触瓦斯并采集数据；
9.s4、煤层瓦斯压力测定结束后，放出囊袋中的水，复位卡瓦装置并取出测定设备。
10.优选地，钻孔深度大于矿用本安型智能瓦斯压力测定设备1～2m；
11.优选地，步骤s2中，当浆液低于预设注浆压力值时，控制器重新开启电阀门向封孔段内注入非凝固浆液，直至达到设定的停止注浆压力值；重复步骤 s2，保证封孔段内的液压始终保持在一个恒定压力范围内。
12.优选地，所述非凝固浆液为无机类半流体封孔浆液，初始状态为液体流动状态，常温下静止一段时间能够形成凝固状态，且具有一定的胶合力，在整个封堵期间始终保持不脱水状态，从而维持一定的流动性，向注浆空间内以不低于1.5mpa的压力注满非凝固浆液。
13.优选地，所述囊袋选用聚氨酯封孔袋。
14.本发明的有益效果在于：本发明先利用卡瓦 囊袋进行初期的密封，以防止瓦斯压力的散失，再利用非凝固浆液使钻孔周围的破碎煤体凝结成一体，以减小扩孔产生以及封堵钻孔为中心1m半径范围破碎煤体本身的裂隙，通过控制器控制电阀门所注的封孔浆液始终处于一种相对恒压的状态，因此一旦钻孔周围出现新发育的裂隙，半流体浆液可以主动
渗透，自动填堵裂隙，隔绝漏气通道。并且在整个测压过程中，封孔段内的浆液始终不脱水，保持半流体状态，以达到良好的封孔效果，实现瓦斯抽采钻孔新生裂隙动态封堵，大幅度提高瓦斯抽采浓度；采用卡瓦大大预防了第二步注浆过程的漏浆事故，坐封压力可到达传统方法效果的1.5倍。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，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。
16.图1为本发明实施例提供的一种矿用本安型智能瓦斯压力测定设备结构示意图；
17.图2为本发明实施例提供的一种矿用本安型智能瓦斯压力测定设备工作时的结构示意图。
18.附图标记说明：
[0019]1‑
实体杆件；2
‑
控制器；3
‑
信号线；4
‑
注浆管；5
‑
电阀门；6
‑
注水管；7
‑ꢀ
水位限制器；8
‑
液压缸；9
‑
卡瓦；10
‑
环形体；11
‑
囊袋；12
‑
囊袋进液口；13
‑ꢀ
复位弹簧；14
‑
注浆空间；15
‑
硬质堵头；16
‑
智能测压芯片；17
‑
保护罩；18
‑ꢀ
封孔段；19
‑
框架主体。
具体实施方式
[0020]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0021]
如图1至图2所示，本实施例采用的矿用本安型智能瓦斯压力测定设备，包括包括能够深入钻孔内的框架主体19，所述框架主体19的前后两端分别嵌套有囊袋11，所述囊袋11的两侧分别设有限制其横向变形的环形体10，所述环形体10嵌套固定在框架主体19上，后方囊袋11的两端分别设有用于环向封堵钻孔的卡瓦装置以及控制卡瓦装置活动的液压系统，
[0022]
前方囊袋11的两端分别固定有硬质堵头15，所述硬质堵头15贴紧与其相邻的环形体10，所述框架主体19内设有将其前后贯穿的实体杆件1,所述实体杆件1前端穿出前方硬质堵头16之外并连接智能测压芯片16和保护罩17；所述框架主体19内还设有注水管6和注浆管4，注水管6连通囊袋11和液压系统，注浆管4连通两个囊袋11之间的注浆空间14；
[0023]
所述注水管6和注浆管4靠近钻孔出口处均设有水位限制器7，所述注浆管4上还设有控制其内部浆液流通的电阀门5，所述智能测压芯片16与外部控制器2电性连接；电阀门5设有液压计，电阀门5所设定的初始注浆压力值为 0～2.5mpa，停止注浆压力值为3.5～4mpa。
[0024]
所述卡瓦装置包括嵌套固定在框架主体19上的楔块和能够在楔块的斜坡上滑动的卡瓦9，所述液压系统包括固定在框架主体19上的液压缸8，所述液压缸8的输出端通过复位弹簧连接卡瓦9，注水管6连通液压缸8入口。
[0025]
所述框架主体19上设有用于固定液压缸8的安装座，所述安装座外径与钻孔内径相同。
[0026]
前方的囊袋11与相邻的安装座与之间形成注浆空间14。
[0027]
所述实体杆件1内部设有用于连接智能测压芯片16和外部控制器2的信号线3，控制器2配备本质安全型显示屏，显示屏将以曲线的形式显示压力的变化，并且装有usb插口，可以历史数据导出。
[0028]
本发明实施例提供一种智能瓦斯压力测定方法，具体包括以下步骤：
[0029]
第一步、将本测定测压装置放进钻孔中，信号线3和实体杆件1是一体化的，输水管道通过注水管6将液态水注入液压缸8，液压缸8推动将卡瓦9牢牢卡在煤层中，以不低于1.5mpa的压力注满液压缸，推动卡瓦9牢牢卡在煤层中，部分水同时通过注水管6和囊袋11的囊袋进液口12使得囊袋11膨胀；当囊袋11与封孔段18啮合后，液态水将通过水位限制器7实现动态循环，利用囊袋 卡瓦对钻孔进行初步封孔，其中智能测压芯片16安装在保护罩17和硬质堵头15之间，囊袋11安装在两个环形体10之间；
[0030]
第二步、当囊袋11与周围破碎的煤体紧密啮合成一体时，控制器2向电阀门5下达命令，向注浆空间14内注入非凝固浆液浆液，直至达到预设的停止注浆压力值时，关闭电阀门5；利用加压装置通过注浆管4在初步形成的密封空间注入非凝固浆液，封阻钻孔周围的裂隙；
[0031]
第三步、待注浆压力达到设置值后，控制器2一方面控制电阀门5关闭，一方面通过信号线3下传信号，开启智能测压芯片16工作；瓦斯通过保护罩 17与智能测压芯片16接触，智能测压芯片16将电信号发送发给控制器2，控制器2一方面将压力数据输送到本质安全型显示屏，以曲线的形式显示压力的变化；另一方面当浆液低于预设初始注浆压力值时，重新开启电阀门5向非注浆空间14内注入非凝固浆液，达到设定的停止注浆压力值；重复步骤二，保证非凝浆液注浆空间14内的液压始终保持在一个恒定压力范围内，如图2；
[0032]
第四步、待煤层瓦斯压力测定结束后，通过注水管6将囊袋11中的水放出，通过复位弹簧13实现初始状态，即可实现将此设备在封孔段11中取出，以便于后期瓦斯测定时重复使用，如图1。
[0033]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。