本發(fā)明涉及煤炭安全監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種瓦斯抽采鉆孔密封性檢測裝置及檢測方法。

背景技術(shù)：

在我國煤炭行業(yè)的五大類災(zāi)害事故中，煤層瓦斯災(zāi)害以破壞程度大、傷亡事故多、事故頻率高等特點成為近年來煤礦生產(chǎn)過程中最嚴重事故類型之一。煤炭開采中，抽采率大小與鉆孔的封孔效果直接相關(guān)?，F(xiàn)有的封孔方法主要有：水泥砂漿封孔、黃泥封孔、聚氨酯封孔及傳統(tǒng)封孔器封孔。但是每一種方法都難以完全保證封孔的質(zhì)量。

根據(jù)現(xiàn)有的技術(shù)，封孔后難以判斷封孔效果；封孔效果不理想難以查找泄露點，進行二次封孔，故急需一種可以快速判斷封孔質(zhì)量的裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種瓦斯抽采鉆孔密封性檢測裝置，用于快速檢測鉆孔的封堵效果。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種瓦斯抽采鉆孔密封性檢測裝置，包括壓力傳感器、流量計、密封套筒，以及瓦斯抽采孔密封性檢測儀，所述密封套筒的一端開口，另一端的中間開有兩個孔，所述密封套筒的開口端固定在煤壁上，所述壓力傳感器穿過所述密封套筒的一個孔垂直插入到煤壁中的瓦斯抽采鉆孔中，所述流量計的一端連接硬質(zhì)導(dǎo)管，另一端連接軟質(zhì)導(dǎo)管，所述硬質(zhì)導(dǎo)管穿過所述密封套筒的另一個孔垂直插入到煤壁中的瓦斯抽采鉆孔中，所述軟質(zhì)導(dǎo)管連接氣泵，所述壓力傳感器、流量計分別通過導(dǎo)線與所述瓦斯抽采孔密封性檢測儀連接且所述壓力傳感器與所述流量計相互平行。

進一步，所述瓦斯抽采孔密封性檢測儀上設(shè)置有液晶觸摸屏、電源開關(guān)和復(fù)位開關(guān)，所述瓦斯抽采孔密封性檢測儀內(nèi)置電源電池和封孔質(zhì)量判斷程序。

進一步，當(dāng)待測瓦斯抽采鉆孔孔徑較大時，所述密封套筒的開口端與煤壁的固定方式為封堵固定。

進一步，當(dāng)待測瓦斯抽采鉆孔孔徑較小時，所述密封套筒的開口端與煤壁的固定方式為打孔固定。

本發(fā)明的另一目的是提供利用上述瓦斯抽采鉆孔密封性檢測裝置進行密封性檢測的方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種瓦斯抽采鉆孔密封性檢測方法，包括以下步驟：

s1.組裝瓦斯抽采鉆孔密封性檢測裝置，對鉆孔密封性進行檢測；

s2.不連接鉆孔，將流量計和壓力傳感器置于開放空間，打開氣泵進行充氣，按開始鍵進行檢測裝置的自檢；

s3.如果s2自檢結(jié)果為“差”，則證明儀器功能正常，進入s4；反之，如果s2自檢結(jié)果為“優(yōu)”或“良”，則結(jié)束檢測，檢測儀器故障；

s4.將流量計和壓力傳感器通過密封套筒固定，然后將密封套筒固定在待檢測的鉆孔上；打開氣泵，向鉆孔中充氣，使鉆孔內(nèi)壓力達到0.16mpa時，調(diào)節(jié)氣泵使進氣壓力穩(wěn)定在0.2mpa；

s5.當(dāng)鉆孔內(nèi)壓力穩(wěn)定在某一個壓力值p0(波動變化率小于5％)的時間超過20s，則判定進氣狀態(tài)穩(wěn)定，設(shè)備自動將p0設(shè)為此次檢測的初始壓力值；同理，確定初始流量值qw，系統(tǒng)進入流量判定程序s6；

s6.氣體以0.2mpa壓力進入穩(wěn)定狀態(tài)時，若qw≥15l/min，則直接判定為“差”；否則進入壓力判定程序s7；

s7.關(guān)閉進氣閥門，讓鉆孔內(nèi)壓力自由衰減，在時間t內(nèi)，壓力衰減為pt，則t時間內(nèi)衰減率θ為：

t＝180s時，若θ≤5％，則密封質(zhì)量為“優(yōu)”；若5％＜θ≤15％，則密封質(zhì)量為“良”；若15％＜θ，則密封質(zhì)量為“差”；

s8.在瓦斯抽采鉆孔密封性檢測儀上顯示檢測的最終結(jié)果并結(jié)束檢測過程。

相對于現(xiàn)有的技術(shù)產(chǎn)品，本發(fā)明有以下優(yōu)點：

1、有可視化的操作界面，操作簡單，方便操作人員學(xué)習(xí)和操作。檢測儀本身按鍵少，減少了因為煤塵對操作設(shè)備損壞的可能。檢測結(jié)果可以通過液晶屏直接獲?。?/p>

2、檢測裝置所占空間小，便于在井下攜帶、安裝和進行檢測，也可以在下井前預(yù)先裝好直接帶下井；

3、檢測所需時間短，結(jié)果準(zhǔn)確可靠，避免了多臺檢測儀器的使用造成數(shù)據(jù)失真的問題，有效的提高了抽采鉆孔密封性檢測結(jié)果的速度和準(zhǔn)確性；

4、檢測數(shù)據(jù)可以通過電腦導(dǎo)出，便于檢測數(shù)據(jù)的保存和封孔具體情況的分析，減少了操作人員的操作強度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明瓦斯抽采鉆孔密封性檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明瓦斯抽采鉆孔密封性檢測方法的原理示意圖。

圖中，1-瓦斯抽采鉆孔；2-煤壁；3-壓力傳感器；4-密封套筒；5-導(dǎo)線；6-瓦斯抽采鉆孔密封性檢測儀；7-液晶觸摸屏；8-復(fù)位開關(guān)；9-電源開關(guān)；10-軟質(zhì)導(dǎo)管；11-流量計；12-硬質(zhì)導(dǎo)管。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。

如圖1所示，本發(fā)明的一種瓦斯抽采鉆孔密封性檢測裝置包括：包括檢測實時壓力的壓力傳感器3、內(nèi)置流量傳感器的流量計11、密封套筒4，以及用于判斷和反饋檢測結(jié)果的瓦斯抽采孔密封性檢測儀6，所述密封套筒4的一端開口，另一端的中間開有兩個孔，所述密封套筒4的開口端固定在煤壁2上，所述壓力傳感器3穿過所述密封套筒4的一個孔垂直插入到煤壁2中的瓦斯抽采鉆孔1中，所述流量計11的一端連接硬質(zhì)導(dǎo)管12，另一端連接軟質(zhì)導(dǎo)管10，所述硬質(zhì)導(dǎo)管12穿過所述密封套筒4的另一個孔垂直插入到煤壁2中的瓦斯抽采鉆孔1中，所述軟質(zhì)導(dǎo)管10連接氣泵(圖中未示出氣泵)，所述壓力傳感器3、流量計11分別通過導(dǎo)線5與所述瓦斯抽采孔密封性檢測儀6連接且所述壓力傳感器3與所述流量計11相互平行。

在本實施例中，氣泵與硬質(zhì)導(dǎo)管12相連，用于向鉆孔內(nèi)加壓。在氣泵向內(nèi)壓氣的過程中，與硬質(zhì)導(dǎo)管12相連的流量計11記錄抽取氣體的流量值，同時與流量計11平行放置且緊密固定在密封套筒4的壓力傳感器3實時記錄待測鉆孔中的壓力值，流量值和壓力值通過數(shù)據(jù)導(dǎo)線傳輸給瓦斯抽采孔密封性檢測儀6。

密封套筒4與待測鉆孔的連接固定方式可根據(jù)孔洞的大小靈活選擇。在待測孔洞直徑較大時，可以采用封堵固定的方式；待測孔洞的直徑較小時，一般采用打孔固定。硬質(zhì)導(dǎo)管12和壓力傳感器3被緊密固定在密封套筒1中，兩者的末端深入孔洞中?？锥粗械膲毫χ挡粫c外界的氣壓值有較大的差距，所以不用考慮大壓力差下氣體涌出的情況。

進一步，所述瓦斯抽采孔密封性檢測儀6上設(shè)置有液晶觸摸屏7、電源開關(guān)9和復(fù)位開關(guān)8，所述瓦斯抽采孔密封性檢測儀6內(nèi)置電源電池和封孔質(zhì)量判斷程序。

在本實施例中，液晶顯示屏?xí)棵胨⑿铝髁?、壓力值。在檢測儀程序控制下，整個數(shù)據(jù)的收集過程時長為180s。數(shù)據(jù)收集過程結(jié)束，檢測結(jié)果會自動顯示在液晶屏幕中。

本發(fā)明的瓦斯抽采鉆孔密封性檢測裝置的工作過程：如圖2所示，

s1.瓦斯抽采鉆孔密封性檢測儀6與壓力傳感器3和流量計11通過導(dǎo)線5連接；所述的壓力傳感器3和硬質(zhì)導(dǎo)管12同時固定在密封套筒4上；密封套筒4固定在瓦斯抽采鉆孔1上；硬質(zhì)導(dǎo)管12一端插入瓦斯抽采鉆孔1，一端通過流量計11與軟質(zhì)導(dǎo)管10連接，軟質(zhì)導(dǎo)管10與氣泵連接。

組裝瓦斯抽采鉆孔密封性檢測裝置，對鉆孔密封性進行檢測；

s2.不連接鉆孔，將流量計11和壓力傳感器3置于開放空間，打開氣泵進行充氣，按開始鍵進行檢測裝置的自檢；

s3.如果s2自檢結(jié)果為“差”，則證明儀器功能正常，進入s4；反之，如果s2自檢結(jié)果為“優(yōu)”或“良”，則結(jié)束檢測，檢測儀器故障；

s4.將流量計11和壓力傳感器3通過密封套筒4固定，然后將密封套筒4固定在待檢測的鉆孔上；打開氣泵，向鉆孔中充氣，使鉆孔內(nèi)壓力達到0.16mpa時，調(diào)節(jié)氣泵使進氣壓力穩(wěn)定在0.2mpa；由于鉆孔內(nèi)空間足夠大，因此開始時可以較高壓力向鉆孔內(nèi)充氣，鉆孔內(nèi)壓力達到0.16mpa時，關(guān)閉閥門，調(diào)節(jié)氣泵，使進氣壓力保持0.2mpa，然后打開閥門，使氣體進入鉆孔內(nèi)；

s5.因為漏氣通道的存在，使得孔內(nèi)壓力小于0.2mpa，當(dāng)鉆孔內(nèi)壓力穩(wěn)定在某一個壓力值p0(波動變化率小于5％)的時間超過20s，則判定進氣狀態(tài)穩(wěn)定，設(shè)備自動將p0設(shè)為此次檢測的初始壓力值；同理，確定初始流量值qw，系統(tǒng)進入流量判定程序s6；

s6.氣體以0.2mpa壓力進入穩(wěn)定狀態(tài)時，若qw≥15l/min，則直接判定為“差”；否則進入壓力判斷程序s7；

s7.關(guān)閉進氣閥門，讓鉆孔內(nèi)壓力自由衰減，在時間t內(nèi)，壓力衰減為pt，則t時間內(nèi)衰減率θ為：

t＝180s時，若θ≤5％，則密封質(zhì)量為“優(yōu)”；若5％＜θ≤15％，則密封質(zhì)量為“良”；若15％＜θ，則密封質(zhì)量為“差”；

s8.在瓦斯抽采鉆孔密封性檢測儀上顯示檢測的最終結(jié)果并結(jié)束檢測過程。

本發(fā)明的瓦斯抽采鉆孔密封性檢測裝置，可以更加直觀、快速和準(zhǔn)確的測出封孔的質(zhì)量，使煤炭行業(yè)從業(yè)人員能夠進一步了解封孔的具體狀況。同時，該抽采鉆孔密封性檢測裝置具有方便攜帶，便于操作等方面的優(yōu)點，具有較好的使用效果和推廣應(yīng)用價值。