一種煤層瓦斯壓力快速測定方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種煤層瓦斯壓力快速測定方法，其特征是將測壓鉆孔的測定工作劃分為兩個階段：第一階段是在測壓位置實(shí)施大直徑鉆孔，在大直徑鉆孔中下套管，連同套管、大直徑鉆孔以及圍巖微裂隙帶壓注漿使其密實(shí)；第二階段是在套管中再次鉆孔形成穿入煤層中的測壓孔，取出鉆桿，利用原套管直接進(jìn)行煤層瓦斯測壓。本發(fā)明將注漿料在高壓作用下注入鉆孔周圍煤巖體的裂隙群、鉆孔和套管內(nèi)，提高了鉆孔周邊的密實(shí)性，大大降低了巖層中裂隙水的涌出，使鉆孔內(nèi)的漏風(fēng)量和出水量明顯減少，尤其是針對松軟煤系地層實(shí)現(xiàn)了快速準(zhǔn)確測定煤層瓦斯壓力的發(fā)明目的。
【專利說明】一種煤層瓦斯壓力快速測定方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種煤層瓦斯壓力快速測定方法，更具體地說是一種對于煤礦低透氣性煤層通過在巖體中穿層鉆孔進(jìn)而測定瓦斯壓力的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]礦井瓦斯事故是煤礦中最嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一，煤層瓦斯壓力是瓦斯涌出和突出的動力，是煤體瓦斯含量多少的標(biāo)志，也是煤與瓦斯突出危險性的一個主要參數(shù)。準(zhǔn)確測定煤層瓦斯壓力對礦井有效而合理地制定瓦斯防治措施、預(yù)測預(yù)報煤與瓦斯突出的危險性，都具有重要意義。
[0003]目前，國內(nèi)外測定煤層瓦斯壓力都是從巖巷向煤層打鉆孔，測壓過程中的封孔方法包括黃泥或水泥砂漿封孔、聚胺脂封孔、膠囊或膠圈封孔、膠圈-壓力粘液封孔等，但已有的封孔方法共同存在著操作復(fù)雜的問題，其封孔質(zhì)量難以長時間保證，且缺乏靈活性。目前常用的封孔器封孔、膠囊或膠圈封孔、膠圈-壓力粘液封孔等封孔法雖然封孔工藝簡單、其封孔器能重復(fù)使用，但封孔成本高、對封孔段的鉆孔質(zhì)量要求相當(dāng)嚴(yán)格，要求鉆孔的孔壁光滑、規(guī)則，鉆孔無變形、無塌孔現(xiàn)象等。也正是因此，這類方法僅適于封孔段巖層堅硬致密的情況。
[0004]對于封孔段巖層為松軟砂巖、鉆孔周圍存在微裂隙或直接在煤層打測壓鉆孔時，封孔物不能嚴(yán)密封閉鉆孔周邊的裂隙，容易漏氣，同時封孔深度不夠，達(dá)不到要求，用固體物或粘液封孔則難以有效封堵。而常規(guī)的封孔測壓方法，準(zhǔn)備工作量大，封孔工作涉及人員多，時間長，質(zhì)量難以保證。測出的瓦斯壓力值往往低于真實(shí)的煤層瓦斯壓力。這樣會導(dǎo)致錯誤的技術(shù)判斷，極易造成事故隱患。一直以來，在松軟煤系地層中如何封孔快速測壓才能使測出的壓力值真實(shí)可靠，是一個有待解決的技術(shù)問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種煤層瓦斯壓力快速測定方法，以便針對松軟煤系地層實(shí)現(xiàn)快速封孔測壓。
[0006]本發(fā)明為解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案:
[0007]本發(fā)明煤層瓦斯壓力快速測定方法的特點(diǎn)是將測壓鉆孔的測定工作劃分為兩個階段:第一階段是在測壓位置實(shí)施大直徑鉆孔，在大直徑鉆孔中下套管，連同套管、大直徑鉆孔以及圍巖微裂隙實(shí)施例帶壓注漿使其密實(shí)；第二階段是在套管中再次鉆孔形成穿入煤層中的測壓孔，利用測量壓孔直接進(jìn)行煤層瓦斯測壓。
[0008]本發(fā)明煤層瓦斯壓力快速測定方法的特點(diǎn)是按如下過程操作:
[0009]步驟1，利用鉆桿向煤巖體中鉆孔施工直至達(dá)到煤層的層面，形成大直徑鉆孔，取出鉆桿并向所述大直徑鉆孔下入套管至孔底，同時下入兩根注漿管，在所述套管與大直徑鉆孔之間形成有環(huán)形腔，所述注漿管位于所述環(huán)形腔中；
[0010]步驟2，采用快干水泥或聚氨酯對所述大直徑鉆孔在孔口部進(jìn)行封堵形成封口 ；利用高壓軟管將所述注漿管與高壓注漿泵相連通，將水泥砂漿在攪拌池中混合均勻后，打開閘閥，通過兩根注漿管注入，實(shí)現(xiàn)雙翼注漿，使所述大直徑鉆孔、位于大直徑鉆孔周邊的裂隙群以及所述套管均由水泥砂漿注實(shí)，完成第一次封堵；
[0011]步驟3，利用鉆桿向所述套管中施工鉆孔直至穿透煤層至巖層500_，取出鉆桿即形成測壓孔；
[0012]步驟4，將測壓表安裝在套管的出口法蘭盤上，實(shí)現(xiàn)測壓。
[0013]本發(fā)明煤層瓦斯壓力快速測定方法的特點(diǎn)還在于:
[0014]所述大直徑鉆孔是直徑為127mm的鉆孔，所述測壓孔的直徑為73mm，所述套管的直徑為108mm。
[0015]所述高壓注衆(zhòng)泵的注衆(zhòng)壓力不低于6Mpa。
[0016]本發(fā)明方法是為實(shí)施快速測壓，由于鉆孔周圍煤巖體具有一定的裂隙，特別是在松軟煤巖層條件下鉆孔周邊煤巖體的裂隙更加擴(kuò)展、發(fā)育，測壓時，空氣、水會通過裂隙進(jìn)入測壓鉆孔，從而影響瓦斯壓力的準(zhǔn)確測定。本發(fā)明通過向鉆孔周圍裂隙群、大直徑鉆孔及套管內(nèi)灌注注漿料并注實(shí)，以封堵鉆孔周圍的裂隙，減少漏氣，減少鉆孔涌水，再在套管內(nèi)用小直徑鉆頭施工鉆孔穿過煤層，取出鉆桿，實(shí)現(xiàn)立即測定煤層瓦斯壓力，達(dá)到快速準(zhǔn)確測壓的效果。與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在:
[0017]1、本發(fā)明通過將注漿料在高壓作用下注入鉆孔周圍煤巖體的裂隙群、鉆孔和套管內(nèi)，增加了裂隙內(nèi)氣體的流動阻力，阻隔了外界空氣的進(jìn)入，提高了鉆孔周邊的密實(shí)性，大大降低了巖層中裂隙水的涌出，使鉆孔內(nèi)的漏風(fēng)量和出水量明顯減少，尤其是針對松軟煤系地層實(shí)現(xiàn)了快速準(zhǔn)確測定煤層瓦斯壓力的發(fā)明目的。
[0018]2、本發(fā)明在鉆孔穿過煤層拆除鉆桿后隨即可測定煤層瓦斯壓力，避免了再下測壓管再次封孔的延時而影響測壓的時間和準(zhǔn)確性。
[0019]3、本發(fā)明解決了測壓鉆孔周邊煤巖體裂隙發(fā)育而導(dǎo)致測壓鉆孔漏氣、煤巖體裂隙水進(jìn)入測壓鉆孔影響測壓的準(zhǔn)確性的問題；解決了多次封孔耗時長、人員多、成本高、煤層透氣性低瓦斯衰減快而測不準(zhǔn)或測不出壓力的問題。
[0020]4、本發(fā)明方法應(yīng)用在煤層鉆孔中封孔測壓，也能用于巖石巷道施工的鉆孔中封孔測壓，實(shí)現(xiàn)鉆孔揭煤后立即測壓。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明方法中鉆孔斷面示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明方法實(shí)施鉆孔示意圖；
[0023]圖3為本發(fā)明方法實(shí)施測壓示意圖。
[0024]圖中標(biāo)號:1煤巖體、2裂隙圈范圍、3裂隙群、4大直徑鉆孔、5套管、6測壓孔、7煤層、8閘閥、9水泥砂漿、10高壓注漿泵、11攪拌池、12巷道、13測壓表、14注漿管、15封口、16高壓軟管、17法蘭盤。

【具體實(shí)施方式】
[0025]參見圖1、圖2和圖3，本實(shí)施例中煤層瓦斯壓力快速測定方法是按如下過程操作:
[0026]步驟1:在巷道12中利用鉆桿向煤巖體I中鉆孔施工直至達(dá)到煤層7的層面，形成大直徑鉆孔4，取出鉆桿并向大直徑鉆孔4下入套管5至孔底，同時下入兩根注漿管14，在套管5與大直徑鉆孔4之間形成有環(huán)形腔，注漿管14位于環(huán)形腔中；套管5是直徑為108mm的鋼管，在鋼管的尾部焊接有法蘭盤。
[0027]步驟2，采用快干水泥或聚氨酯對大直徑鉆孔4在孔口部進(jìn)行封堵形成封口 15 ;再利用高壓軟管16將注漿管14與高壓注漿泵10相連通，將水泥砂漿9在攪拌池11中混合均勻后，打開閘閥8，通過兩根注漿管14注入，實(shí)現(xiàn)雙翼注漿，使所述大直徑鉆孔4、位于大直徑鉆孔4周邊的裂隙群3以及所述套管5均由水泥砂漿9注實(shí)，形成圖1所示的裂隙圈范圍2內(nèi)的裂隙注實(shí)，完成第一次封堵。
[0028]注漿管為兩根Φ I寸的無縫鋼管，長為2m，外口加工成外絲扣，其中一根作為備用或兩根同時進(jìn)行雙翼注漿，外口均帶有閥門和高壓膠管快速接頭，以便和注漿泵10相連；在用注漿泵10向鉆孔內(nèi)注漿時，若是僅用一根注漿管注漿，需要將另一根注漿管悶上，待漿液從套管5的管口流出時，停注一分鐘后再次進(jìn)行注漿，待漿液再次從套管5管口流出時，用準(zhǔn)備好的法蘭盤17蓋板將套管5的管口悶上，再向鉆孔內(nèi)注漿直至不能再注為止，以使明漿液將鉆孔周圍的裂隙注實(shí)。
[0029]步驟3，待注漿料凝固后，打開套管5管口的法蘭盤蓋板，將鉆機(jī)對準(zhǔn)套管5的位置和角度，利用鉆桿向套管5中鉆孔施工直至穿入煤層7的層內(nèi)以內(nèi)500_，取出鉆桿即形成測壓孔6。
[0030]步驟4，將帶有法蘭盤17的測壓表13利用法蘭盤17安裝在套管5的出口法蘭盤上，實(shí)現(xiàn)測壓。
[0031]具體實(shí)施中:
[0032]大直徑鉆孔4是直徑為127mm的鉆孔，測壓孔6的直徑為73mm，套管5的直徑為108mm ;高壓注衆(zhòng)泵10的注衆(zhòng)壓力不低于6Mpa。
[0033]選擇封孔材料為快干水泥或聚胺脂，其凝結(jié)速度快、封孔簡單，鉆孔口封孔是為后階段注漿封孔創(chuàng)造條件，其封孔長度為0.5?lm，鉆孔長度需根據(jù)煤層賦存情況確定，鉆孔穿過所測壓煤層頂板或底板0.5m。
[0034]鉆孔周圍煤巖體具有一定的裂隙，特別是在松軟煤巖層條件下鉆孔周邊煤巖體的裂隙更加擴(kuò)展、發(fā)育，測壓時，空氣、水會通過裂隙進(jìn)入測壓鉆孔，從而影響瓦斯壓力的準(zhǔn)確測定，本實(shí)施例中采用注漿料注實(shí)鉆孔周圍裂隙群、注實(shí)第一次施工的大直徑鉆孔及套管，以封堵鉆孔周圍的裂隙，減少漏氣，減少鉆孔涌水，再在套管內(nèi)用小直徑鉆頭施工穿過煤層，取出鉆桿，實(shí)現(xiàn)立即測定煤層瓦斯壓力，達(dá)到快速準(zhǔn)確測壓的效果。
【權(quán)利要求】
1.一種煤層瓦斯壓力快速測定方法，其特征是將測壓鉆孔的測定工作劃分為兩個階段:第一階段是在測壓位置實(shí)施大直徑鉆孔，在大直徑鉆孔中下套管，連同套管、大直徑鉆孔以及圍巖微裂隙實(shí)施例帶壓注漿使其密實(shí)；第二階段是在套管中再次鉆孔形成穿入煤層中的測壓孔，利用測量壓孔直接進(jìn)行煤層瓦斯測壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤層瓦斯壓力快速測定方法，其特征是按如下過程操作: 步驟1，利用鉆桿向煤巖體⑴中鉆孔施工直至達(dá)到煤層(7)的層面，形成大直徑鉆孔(4)，取出鉆桿并向所述大直徑鉆孔(4)下入套管(5)至孔底，同時下入兩根注漿管(14)，在所述套管(5)與大直徑鉆孔(4)之間形成有環(huán)形腔，所述注漿管(14)位于所述環(huán)形腔中；步驟2，采用快干水泥或聚氨酯對所述大直徑鉆孔(4)在孔口部進(jìn)行封堵形成封口(15);利用高壓軟管(16)將所述注漿管(14)與高壓注漿泵(10)相連通，將水泥砂漿(9)在攪拌池(11)中混合均勻后，打開閘閥(8)，通過兩根注漿管(14)注入，實(shí)現(xiàn)雙翼注漿，使所述大直徑鉆孔(4)、位于大直徑鉆孔(4)周邊的裂隙群(3)以及所述套管(5)均由水泥砂漿(9)注實(shí)，完成第一次封堵； 步驟3，利用鉆桿向所述套管(5)中施工鉆孔直至穿透煤層(7)至巖層500_，取出鉆桿即形成測壓孔(6)； 步驟4，將測壓表(13)安裝在套管(5)的出口法蘭盤(17)上，實(shí)現(xiàn)測壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤層瓦斯壓力快速測定方法，其特征是:所述大直徑鉆孔(4)是直徑為127mm的鉆孔，所述測壓孔(6)的直徑為73mm，所述套管(5)的直徑為108mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤層瓦斯壓力快速測定方法，其特征是:所述高壓注漿泵(10)的注漿壓力不低于6Mpa。
【文檔編號】E21B47/06GK104389587SQ201410534844
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月11日
【發(fā)明者】盧平, 李平, 姚尚文, 夏抗生, 余陶, 陳健 申請人:安徽建筑大學(xué), 淮南礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司