[發(fā)明專利]上向遠(yuǎn)距離鉆孔快速測(cè)定煤層瓦斯壓力的方法及其裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310052573.4
• 申請(qǐng)日: 2013-02-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103075148A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐俊;李曉偉;陳裕佳;蔣承林;覃佐亞;崔正中
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): E21B47/06
• 分類號(hào): E21B47/06;E21B33/13
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 唐惠芬

1.一種上向遠(yuǎn)距離鉆孔快速測(cè)定煤層瓦斯壓力的方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：在井下巷道向上方煤層方向打一個(gè)直徑為120～150mm、深為2～3m的鉆孔作為測(cè)壓孔，將一頭帶有高壓法蘭盤(pán)的Ф115×5mm的孔口管送入鉆孔內(nèi)，孔口管外露長(zhǎng)度為200～300mm；

步驟二：用水：灰＝0.75：1質(zhì)量比配制的灰漿與水玻璃混合注入孔口管與巖層之間，水玻璃濃度采用38波美度的液體，灰漿：水玻璃＝1：0.5質(zhì)量比，注漿壓力達(dá)6?MPa，孔口管外不跑漿為止；

步驟三：待孔口管注槳加固的雙液漿凝固8?h后，用Ф90?mm鉆頭掃孔鉆進(jìn)2.5～3.5?m停止，然后退出鉆桿，用高壓注漿泵注水進(jìn)行孔口管耐壓試驗(yàn)，要求耐壓大于當(dāng)?shù)氐叵滤畨海蛪悍€(wěn)定時(shí)間不小于30?min，若耐壓穩(wěn)定時(shí)間達(dá)不到30?min或壓力達(dá)不到要求，則重新注漿加固，直至孔口管耐壓試驗(yàn)達(dá)到要求；

步驟四：孔口管耐壓試驗(yàn)達(dá)到要求后，用Ф75mm鉆頭順鉆孔向上打鉆，至距離煤層0.4-0.6?m時(shí)停止；

步驟五：注灰漿封堵巖層裂隙，先注稀漿后注濃漿，按水與灰的質(zhì)量比為2:1、1.75:1、1.5：1、1.25:1、1:1、0.75:1六個(gè)配比級(jí)別配比依次注入，最后注0.75：1的濃漿封孔，注漿終壓要大于當(dāng)?shù)氐叵滤畨夯蜃?～6包水泥即可；

步驟六：注灰漿8小時(shí)后，用Ф75mm鉆頭掃孔鉆進(jìn)，進(jìn)入煤層1.0～1.5?m時(shí)停鉆，退出鉆桿；

步驟七：用1.5m長(zhǎng)的四分管依次通過(guò)管箍和生膠帶纏繞連接后插入鉆孔，直至進(jìn)入到煤孔附近；

步驟八：將孔內(nèi)的四分管與膠囊封孔裝置的第一堵頭(1)上的瓦斯管相連，另外將一至兩根四分管與膠囊封孔裝置的第二堵頭(2)端頭上的瓦斯管和注槳管相連，同時(shí)把注水管與第二堵頭(2)上的注水接頭連上，將膠囊封孔裝置送入鉆孔內(nèi)，外端面距孔口2～3?m處；步驟九：用手動(dòng)試壓泵通過(guò)注水管向膠囊封孔裝置中注入壓力水，壓力達(dá)到3～5MPa，使其膨脹，預(yù)封住鉆孔孔口；

步驟十：用低壓封孔泵通過(guò)注槳管向膠囊封孔裝置上方的空間注入水泥漿，直至水泥漿從瓦斯管外露端向下淌出，停止注漿；

步驟十一：待水泥漿淌盡后，在瓦斯管外露端上安裝壓力表；

步驟十二：在測(cè)壓孔附近10～20?m處另打一測(cè)壓孔，重復(fù)上述同樣的步驟，測(cè)定煤層的瓦斯壓力；?

步驟十三：通過(guò)壓力表接頭處的三通向瓦斯管路充入1～2?MPa的空氣或其他惰性氣體，當(dāng)測(cè)壓時(shí)間大于20天或壓力表中的瓦斯壓力穩(wěn)定10天后，記下兩個(gè)測(cè)壓孔所測(cè)得的瓦斯壓力值，然后拆除壓力表，在拆除壓力表的過(guò)程中，觀察兩個(gè)測(cè)壓孔的瓦斯管中涌出的是氣體還是水，

如果兩個(gè)測(cè)壓孔中涌出的都是氣體，則所測(cè)得的兩個(gè)壓力值為該煤層的瓦斯壓力值，取兩個(gè)鉆孔所測(cè)結(jié)果中瓦斯壓力比較大的值作為該煤層的瓦斯壓力；

如果一個(gè)測(cè)壓孔中涌出的幾乎是水，且壓力較大，與當(dāng)?shù)氐叵滤畨合嘟砻髟摐y(cè)壓孔處的煤層內(nèi)含水，所測(cè)的壓力為地下水壓力，所測(cè)得的結(jié)果不能采用，另一個(gè)鉆孔打開(kāi)后是氣體，則所測(cè)數(shù)據(jù)即為煤層的瓦斯壓力；

如果兩個(gè)測(cè)壓孔中測(cè)得的結(jié)果都是水壓，則需要另選地點(diǎn)重新進(jìn)行測(cè)壓，直至獲得滿足上述要求的壓力值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1?所述的上向遠(yuǎn)距離鉆孔快速測(cè)定煤層瓦斯壓力的方法,?其特征在于：在測(cè)定煤層瓦斯壓力之前，先對(duì)煤層下面的巖層進(jìn)行高壓注漿，以避免巖層中裂隙或地下水壓對(duì)測(cè)壓結(jié)果的影響。

3.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1?所述方法的上向遠(yuǎn)距離鉆孔快速測(cè)定煤層瓦斯壓力的裝置，包括高壓注漿泵、低壓封孔泵、手動(dòng)試壓泵、瓦斯壓力表、瓦斯管、注水管、注槳管、帶有高壓法蘭盤(pán)的孔口管，膠囊封孔裝置，其特征在于：所述的膠囊封孔裝置包括與瓦斯管、注水管和注槳管連接的膠囊，膠囊兩端分別設(shè)有固定瓦斯管和注槳管的堵頭，面向孔口一端的堵頭中部設(shè)有向膠囊內(nèi)注水的接頭，并且設(shè)有固定在瓦斯管和注漿管上的壓緊接頭。