[發明專利]一種煤礦地面滅火鉆孔孔底氣樣采集方法

有效

• 申請號: 201410366415.0
• 申請日: 2014-07-30
• 公開（公告）號: CN104265283B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發明（設計）人: 吳玉國;鄔劍明;王俊峰;周春山
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: E21B49/08
• 分類號: E21B49/08
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司14101
• 代理人: 李富元

技術領域

本發明涉及煤礦火災防治的技術領域，具體是一種煤礦地面滅火鉆孔孔底氣樣采集方法。

背景技術

在煤礦生產過程中，煤炭自燃嚴重威脅著井下人員的生命安全和礦井安全生產。據統計，我國煤炭自燃約占井下火災的70%，自然發火嚴重的礦區達80%－90%。隨著煤田的大規模開發，煤炭自燃火災已成為煤礦生產程的一大突出災害。由于煤炭自燃火災發生在人員和設備無法達到的煤礦采空區，在煤層埋藏較淺的礦區普遍采用地表施工鉆孔，然后灌注黃泥漿、凝膠、三相泡沫等各種防滅火介質進行治理。地面鉆孔灌注防滅火材料治理煤炭自燃火災的關鍵是自燃火源位置的精確探測和火區孔底信息（孔底溫度和孔底氣體）的動態監測，在火區信息檢測的基礎上、對每個鉆孔孔底檢測信息進行分析，根據所處的區域及功能，選擇不同的灌（注）漿材料和配比，并在施工過程中根據火區信息的動態檢測結果對滅火參數進行動態調整。目前，常用的鉆孔孔底氣體采集都采用單芯的束管（φ8mm）伸入鉆孔孔底，在地面將束管連接水環式真空泵進行抽取采樣。這種方法在實際施工過程中存在以下問題：（1）一般煤礦地面滅火鉆孔深度在100～600m之間，單芯束管伸入鉆孔內由于自重作用對束管進行拉伸，導致束管斷裂或管徑變小，抽氣阻力增加；（2）特別是鉆孔較深時，需要束管連接頭對束管進行連接，在束管阻力較大的情況下，束管連接頭往往容易成為漏氣的地方，因此，很難采用這種方法很難采集到鉆孔孔底的氣體信息；（3）把單芯束管放入鉆孔內和從鉆孔孔底回收束管的過程勞動強度大，耗費時間長，且這一過程鉆孔孔口不能封閉，容易導致地面空氣進行鉆孔內進而進入火區對自燃火災治理十分不利；（4）煤礦滅火鉆孔位置一般在距礦井工業場地較遠的野外，地面抽氣采用水環式真空泵需要氣水分離器，水箱，在野外操作十分不方便；（5）地面抽氣用水環式真空泵一般采用填料密封或機械密封，這種密封工藝不能杜絕泵體周圍漏氣稀釋采樣的氣體，因此，這種方法往往不能采集到真實的鉆孔孔底氣樣，給防滅火方案制定帶來了困難。當前，在煤礦地面滅火鉆孔孔底氣樣采集方法還沒有一種操作簡單、使用方便、氣樣采集準確率高的工藝。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：如何提供一種操作簡單、采樣速度快、氣樣采集準確率高的煤礦地面滅火鉆孔孔底氣樣采集方法。

本發明所采用的技術方案是：一種煤礦地面滅火鉆孔孔底氣樣采集方法，按照如下步驟進行：

步驟一、煤礦地面滅火鉆孔時最后一根套管使用頂部焊接有連接法蘭上法蘭盤的套管，制作首部有與連接法蘭上法蘭盤配合的連接法蘭下法蘭盤的變徑彎管，變徑彎管尾部通過第二連接軟管連接第一真空泵，變徑彎管上有一取氣口，變徑彎管上取氣口通過第一軟管連接到第二真空泵，第二真空泵取氣口連接取氣袋，變徑彎管上取氣口上有閥門，用于控制取氣；

步驟二、在煤礦地面滅火鉆孔完成后，鉆孔孔口地表以下1m處套圓環形木楔，并用水泥砂漿封堵木楔以上孔壁和套管之間的空隙裂隙；

步驟三、把上法蘭盤與下法蘭盤通過螺栓固定，并在上下法蘭盤之間加墊圈，關閉變徑彎管上取氣口上閥門，啟動第一真空泵開始工作，同時打開第一真空泵排氣口，待第一真空泵開啟10-15分鐘后，打開變徑彎管上取氣口上閥門，啟動第二真空泵，取氣袋取氣完成后保存好，便于后期的色譜分析以確定氣體的種類和濃度。

作為一種優選方式：第一真空泵是旋片式真空泵，第二真空泵是無油真空泵。