煤层瓦斯压力测定方式及新的探索

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1、2009年第6期能源技术与管理63doi：10．3969~．issn．1672—9943．2oo9．06025煤层瓦斯压力测定方式及新的探索孟燕，蒋曙光，邵昊，王凯(1．中国矿业大学安全工程学院，江苏徐州22l008；2．中国矿业大学建筑工程学院，江苏徐州I221008)[摘要]在分析当前煤层瓦斯压力测定方式基础上，认为在煤层中直接打钻利用压力表测定瓦斯压力时，封堵测压管与钻孔的间隙存在一定困难，提出采用一种新型无线数显瓦斯测压仪进行瓦斯压力测定的设想，并对这种新的测压方式产生的效果进行了展望。[关键词]煤层瓦斯压力测定；测压技术；无线瓦斯测压仪[中图分类号]TD712+

2、．53[文献标识码]B[文章编号]1672-9943(2009)06063_03直接在测压管壁上打筛孔。同时在测压管前端后0引言部焊一挡料圆盘，目的是防止填充材料堵塞测压瓦斯灾害事故的防治是煤矿安全工作的重中前端。之重_1]，要有效的对瓦斯事故的预防与治理，首先采用固体封孑L方法封孔时，若封孔段岩层为必须做好对瓦斯压力进行准确测量的工作。准确松软的砂岩、钻孔周围存在微裂隙或直接在煤层测量出煤层的瓦斯压力是一切瓦斯防治措施的基打测压钻孑L时，固体物不能严密封闭钻孔周边的础，具有不可替代的重要地位。瓦斯压力值的准确裂隙，易于漏气，测出的瓦斯压力值往往低于真实性不但制约矿井瓦斯

3、危险程度预测的可靠性，而的煤层瓦斯压力。且将影响以此为依据而制定的瓦斯防治措施的有效性与经济性。1当前瓦斯压力测量的方法目前，人们对煤层瓦斯压力的测量方法进行1．测压室；2．筛孔头；3．挡盘；4．测压管；5．填充材料；6．木楔；7．压力表了大量的研究，并付诸于煤层瓦斯压力测定的工图1人工填料法封孔示意图作当中，其中被认为最常用和最可靠的方法还是1．2封孔器封孑L直接测定法，即用钻机由岩层巷道或煤层巷道向1．2．1胶圈封孔预定测量煤层瓦斯压力的地点打一钻孔，然后在胶圈封孔是一种简便的封孔方式。封孔器由钻孔中引出测压管，再将钻孔严密封闭堵塞，通过内外套管、挡圈和胶圈组成，内套

4、管即为测压管。读取测压管上压力表的读数确定出瓦斯压力。由当拧紧螺帽时，外套管移动压缩胶圈，达到封孑L目于测压管伸出钻孔，因此瓦斯压力能否被准确测的，胶圈封孔器结构示意图如图2所示。钻~Lfl9密定，很大程度上要取决于钻孔的封孔工艺。封是依靠长度不大(0．2～0．3m)的胶圈组，此处如当前测压管封孑L方法有[23：固体材料封孔和有裂隙或残留岩屑则易造成漏气，这种方法要求封孔器法两大类。根据封孔器的结构特点，封孔器岩石必须致密、完整。分为胶圈、胶囊、胶圈一粘液和聚氨酯泡沫一压力粘液等几种类型。1．1填料封孔法填料是应用最为广泛的一种测压封孑L方式。采用该方法时，在打完孔后，放

5、置测压管，最后用14压管；2．外套管；3．压紧螺帽；4．活动圈；5．固定挡圈填充材料(粘土、水泥砂浆)封孔，人工填料法封孔6．胶圈；7．压力表；8．钻孔图2胶圈封孔器结构示意图示意原理图如图1所示。为防止测压管堵塞，在测1．2．2胶圈一粘液封孔器l3_压管前端焊接一段直径略大于测压管的筛管，或64盂燕，等煤层瓦斯压力测定方式及新的探索2009年第6期1980年中国矿业大学周世宁教授等研制成2新型煤层瓦斯压力测量方式功胶圈粘液封孔器，其结构如图3所示。它的封孔原理是用膨胀着的胶圈对高压粘液进行封堵，而由于有测压管的存在，填料未充满钻孔空间高压瓦斯则南高压粘液封进行封堵，瓦斯

6、压力值造成封孔介质和测压管之间存在微间隙，导致封由伸出钻孔上的压力表渎出。这种测压方法的要子L不严，测压的时间较长，可能导致煤层瓦斯压力点在于测压过程中要始终保持粘液的压力大于瓦的测量值与真实压力值有很大误差。鉴于此我们斯压力，从而消除瓦斯向外泄漏，能比较准确地测提出了研究并采用一种新型无线数显瓦斯测压仪定瓦斯压力。直接对煤层瓦斯压力进行测定。该测压仪利用压当封孔段岩层为松软的砂岩、钻孑L周围存在力传感器将测压孑L底部的瓦斯压力值直接转化为微裂隙或直接在煤层打测压钻孑L时，这种测压方压力信号，利用无线通信技术将信号传输出来，再式可以比固体封孔方法更有效更准确测出瓦斯压由外

7、部的接收仪器接收处理后以数字化的形式显力。但是造价高，而且在松软岩层或煤层打测压钻示出来。孔时出现塌孔，糊孔时，测压封孔设备会被埋人孑L2．1系统硬件组成中，无法回收，必然会导致测压钻孑L成本上升。新型瓦斯压力测定仪由测压系统和显示系统两部分组成。测压系统主要由压力传感器、AID转换模块、微功耗单片机、大功率发射模块和发射天线组成。显示系统主要由接收模块、单片机、显示模块和通信接口组成。2．2测压系统工作原理测压系统采用高灵敏度、宽测量范围的压力传感器测量瓦斯压力，压力传感器对测压孔底部的瓦斯压力进行采样，并把采样值转化为电信