[發明專利]一種測定鉆孔瓦斯微流量方法

有效

• 申請號: 201611259088.4
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106640182B
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 王凱;王亮;劉昂;吳雅琴
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00;E21B47/06;E21B47/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種測定鉆孔瓦斯微流量方法，屬于瓦斯抽采技術領域。本發明是在所測鉆孔單孔流量小于瓦斯抽采參數測定儀流量測定下限時，在靠近煤壁的抽采支管上插入引氣針管，通過引氣針管引入一部分巷道空氣增大導流管處流量，對引氣針管尺寸、插入位置、測定時間合理確定，可以利用現有瓦斯抽采綜合參數測定儀準確測量單孔瓦斯抽采流量。本發明操作簡單、速度快、對抽采系統影響小，理論上可以測量任意小鉆孔流量。

技術領域

本發明屬于瓦斯抽采技術領域，具體涉及一種準確測定煤礦井下鉆孔瓦斯微流量方法。

技術背景

瓦斯作為煤炭的伴生資源，在地下煤層中大量富集。煤層瓦斯含量過高會嚴重影響煤礦的安全生產。治理瓦斯危害的一個有效方法就是煤層瓦斯抽采。煤層瓦斯抽采是向煤層打入一定尺寸的鉆孔，把抽采支管放入鉆孔、封孔，然后抽采支管連入抽采總管，把煤層瓦斯抽采出來，減小煤層瓦斯含量。

考察煤層瓦斯抽采效果的一個重要指標就是瓦斯抽采量，抽采的幾個重要參數有混合流量、瓦斯濃度、溫度、負壓、瓦斯純流量等。其中混合流量與瓦斯濃度之積為瓦斯純流量。目前煤礦井下普遍使用的最精確的鉆孔瓦斯微流量測定方法是利用高精度的瓦斯抽采參數測定儀，由井下抽采特殊條件以及現有技術水平限制，該儀器實際使用中有流量測定下限。單個抽采支管內混合流量在很多情況下是小于該流量測定下限，無法測到鉆孔真實的混合流量，也就無法計算得到瓦斯抽采純流量。

單孔瓦斯抽采流量的測定有著重要意義，利用單孔流量可以對每個鉆孔的打鉆、封孔質量進行評價，通過該單孔流量可以推測煤層局部區域是否有特殊構造，把單孔流量與鉆孔打鉆過程中的現象對應起來可以進行瓦斯抽采技術分析。目前井下瓦斯抽采量的測定一般是把多個抽采支管的流量匯合起來，匯合之后的總流量大于瓦斯抽采參數測定儀的流量測定下限，以此來測定所有這些鉆孔的總流量。這樣的方法還是難以確定單孔瓦斯抽采流量，雖然該方法可以使用差值法間接得到單孔抽采流量，但是操作繁瑣、準確度低。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種測定鉆孔瓦斯微流量方法，可以準確測定單孔初始流量Q₁在很小的情況下的瓦斯抽采參數，且操作簡便，速度快，對抽采系統本身幾乎不產生影響。

為實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案：

在所測鉆孔單孔初始流量Q₁小于瓦斯抽采參數測定儀的流量測定下限Q₄時，在靠近煤壁的抽采支管上插入引氣針管，引氣針管與導流管之間的距離為s，引氣針管內徑為d₂，通過引氣針管引入一部分空氣增大導流管處流量，對引氣針管尺寸、插入位置、測定時間合理確定，利用現有瓦斯抽采參數測定儀準確測量單孔抽采瓦斯流量。具體步驟如下：

a.把瓦斯抽采參數測定儀的測量接頭接入導流管，測定抽采支管內的初始瓦斯濃度C₁。

b.在靠近煤壁的抽采支管上插入引氣針管，拔出引氣針管上的橡膠塞，巷道中的空氣通過引氣針管進入抽采支管增加抽采支管內混合流量，使得混合流量大于瓦斯抽采參數測定儀的流量測定下限Q₄，流量讀數穩定之后測得增流后流量Q₂；

c.在拔出橡膠塞一段時間t之后，測定抽采支管內的增流后瓦斯濃度C₂。

d.用橡膠塞重新把引氣針管堵住以盡量減少混入空氣對抽采系統的影響，下次測量需要之時再次拔出。

e.巷道內空氣瓦斯濃度與抽采支管內的瓦斯濃度相比非常小，假設為0。由瓦斯質量守恒，有公式Q₁C₁＝Q₂C₂，得Q₃為單孔瓦斯純流量，利用Q₃＝Q₁C₁或Q₃＝Q₂C₂計算。