测压钻孔新型放水装置研究及应用

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1、SerialNo．535现代矿业总第535期November．2013MODERNMINING2013年11月第11期测压钻孔新型放水装置研究及应用孙波洋范彦明马旭东岳小栋(1．中国矿业大学矿业工程学院；2．中国矿业大学安全工程学院)摘要为解决孔内积水对煤岩层瓦斯压力测定的影响，并针对现有放水技术存在的问题，设计并制造了一种新型手自一体化的本安型放水装置。在现场应用中，采用聚氨酯封孔工艺进行封孔，对比了采用人工放水、新型放水装置放水以及不放水时钻孔瓦斯压力的大小。结果表明，新型放水装置能够有效放掉钻孔内的积水，提高了测压效果的准确度。放水装置气密性好，可靠性高，值得推广应用。关

2、键词富水煤层放水装置瓦斯压力钻孔煤层瓦斯压力是指煤孔隙中游离瓦斯的压力，出了间接测定富水煤岩层瓦斯压力的计算公式，并用它是瓦斯流动的动力。同时，煤层瓦斯压力是矿井模拟实验进行验证，但是该方法没有经过实践检验，瓦斯治理与灾害预防的关键参数，对煤与瓦斯突出其准确性及适用性有待进一步讨论。危险性评价和制定煤矿安全措施具有重要的指导意为精确测得瓦斯压力，应优先考虑直接法测量。义，因此，如何根据煤层特殊条件准确、快速、高效地当钻孔积水较多时，需采取措施放水。在实践经验测定煤层瓦斯压力成为关键所在。对于富水煤层，中，现场工作人员通过测量钻孔中水的体积，结合钻煤岩中的水通过裂隙渗入测压钻孔，

3、进而流人测压孔截面积和钻孑L倾角等数据获得由水造成的表压管中，严重影响了瓦斯压力测定的准确程度。为解力，进而得到瓦斯压力。也有测量人员测压力时，首决这一问题，必须及时放掉钻孔中的积水。因此，设先将钻孔中的积水放掉，再接着测量瓦斯压力，但是计了手自一体化的放水装置，为消除水对瓦斯压力此方法存在缺陷，钻孔中的水被放去后，其所占有的测定的影响提供了重要参考。钻孔空间由孔内瓦斯替代，使得测量值小于实际瓦】f含水煤岩层瓦斯压力测定方法斯压力。刘三钧等提出了上、下行孔瓦斯测压水瓦斯压力测定有2种方法：直接法_1和间接压剔除技术，经现场应用后得到推广，为准确测定煤法_2J。直接法是指通过向待

4、测煤层打钻孔，并采用封层原始瓦斯压力提供了可靠的保障，但其发明的水孔工艺进行封堵，根据瓦斯压力测定仪获得煤层瓦斯压剔除仪是手动的，不能为煤矿企业节省人力成本，压力。直接法的封孔工艺有黄泥封孔、水泥砂浆封且各测压钻孔差异性大，水量多少难以预测，仅靠人孔、封孔器封孔、胶囊粘液封孔、高分子发泡材料封工操作，不能及时将测压钻孔中的水排出。目前市孔。黄泥封孔成本较低，但是对黄泥的硬度要求很苛售的自动放水器大部分采用浮子式，但是水位的升刻，耗费大量人力；水泥砂浆封孔长度比黄泥封孔有高是一个缓慢的过程，因此开关的切换也是缓慢的，所增加，但是当巷道围岩受应力变化导致变形时，钻在开关处于半开／半

5、闭状态时，放水器有可能漏气，孔容易漏气；封孔器封孔有便捷、可重复利用的特点，从而降低了设备可靠度、稳定性和气密性。结合电但是成本较高，封孔不严；当钻孔周围受采动或岩性磁技术设计出来的装置能够实现自动放水、自动记影响而产生很多裂隙时，采用胶囊粘液封孔能够准确录，但是用电设备存在安全隐患，且成本较高。因测定煤层瓦斯压力，但受设备成本的限制；高分子发此，有必要设计一种手动、自动一体化，不消耗电力泡材料，即聚氨酯材料，具有封孔时间快、密封性能好的本质安全型放水装置。的优点，该材料能够和孔壁很好地粘合起来，是一种2手自一体放水装置研究有效的封孔方法_3J。间接法主要是根据瓦斯含量反2．1

6、结构设计推出瓦斯压力J，这种方法误差较大。彭海明等提放水装置内部结构见图1。该装置主要由换向阀、行程开关I、行程开关Ⅱ、连接杆、套筒、浮子、水位观测管等组成。入水口连接测压管，将钻孔中的孙波洋(1993一)，男，221116江苏省徐州市大学路1号。积水通过换向阀引入水箱。换向阀有P、A2个出水100’总第535期现代矿业2013年11月第11期适量的聚氨酯封孔材料，之后关闭注浆管阀门，完成孔内积水。封孔。测压管连上瓦斯压力表开始i贝4压，而现场观表1煤层瓦斯压力测定结果察发现钻孔内部积水较多，因此，需要用放水装置及测压煤层钻孔钻孔倾角钻孔长度瓦斯压力地点编号编号／(。)／m／Y

7、lPa时放掉孔内积水。为考察该技术的放水效果，c、1O0．5OC。、C煤层的1钻孔采用传统放水方法，即人工定1720正石门巷道C810O．55期放水方法，2钻孔采用本放水装置放水，3钻孔不101．31O0．55放水。在测压钻孔末端连接三通，三通的另外两端1720正石门巷道c910O．57连接测压表和放水装置，放水装置置于测压表的下101．8游，保证孔内积水及时进入放水装置，从而不影响测0．50力测定。在孔内积水进入放水装置前用滤网过滤，1720反石门巷道cl1O．601．1避免杂物影响放水装