[发明专利]一种利用超声波测瓦斯压力的装置及方法

权利要求书

1.一种利用超声波测瓦斯压力的装置测瓦斯压力的方法，其特征在于：包括声波仪、导线(3)、控制及处理器(1)、显示器(2)，所述声波仪包括外壳(9)、封闭盖(7)、下夹煤板(8)、上夹煤板(10)、声波发射器(4)、标准试验煤柱(5)和声波接收器(6)，所述外壳(9)一端封闭，另一端开口，所述开口用封闭盖(7)封闭，所述外壳(9)内表面喷有吸声涂层，所述外壳(9)外表面布有网孔(11)；所述外壳(9)中放置标准试验煤柱(5)，所述标准试验煤柱(5)一端用下夹煤板(8)夹持，另一端用上夹煤板(10)夹持；所述下夹煤板(8)上设有声波发射器(4)，所述声波发射器(4)一端与所述标准试验煤柱(5)接触，另一端穿过封闭盖(7)通过导线(3)与控制及处理器(1)连接，所述上夹煤板(10)上设有声波接收器(6)，所述声波接收器(6)一端与所述标准试验煤柱(5)接触，另一端穿过封闭盖(7)通过导线(3)与控制及处理器(1)连接，所述外壳(9)长度为500～900mm，直径为50～70mm，所述标准试验煤柱(5)长度为400～800mm，直径为40～66mm，所述标准试验煤柱(5)为完整的煤柱，所述方法包括以下步骤：

(a)向进行瓦斯抽采的待测煤层(14)打钻孔；

(b)通过步骤(a)中所述钻孔，取出所述煤层(14)中的煤柱，加工成标准试验煤柱(5)，所述标准试验煤柱(5)在与待测煤层(14)相同温度、压力为一个标准大气压条件下解析；解析完成后，在上述温度和压力条件下测出瓦斯压力值，并以所述瓦斯压力值对声波仪进行校零；

(c)在步骤(a)中所述钻孔中放置步骤(b)中所述声波仪，所述声波仪放置在步骤(a)中所述煤层(14)中间位置，将导线(3)引出至瓦斯钻孔孔口，所述导线(3)与控制及处理器(1)连接，启动装置测试超声波信号，确认装置无故障后，用封孔材料封堵(12)瓦斯钻孔；

(d)步骤(b)所述标准试验煤柱(5)吸附瓦斯，当所述标准试验煤柱(5)中内外压力平衡，所述内外压力的值接近于原始瓦斯压力时，步骤(c)中所述控制及处理器(1)根据声波发射器(4)发射超声波与声波接收器(6)接收超声波的时间差进行处理测得瓦斯压力。

2.根据权利要求1所述的利用超声波测瓦斯压力的装置测瓦斯压力的方法，其特征在于：所述外壳(9)由金属铁制成。

3.根据权利要求2所述的利用超声波测瓦斯压力的装置测瓦斯压力的方法，其特征在于：所述上夹煤板(10)和所述下夹煤板(8)表面附有吸声填充层，所述吸声填充层为多层硅酸铝棉。

4.根据权利要求3所述的利用超声波测瓦斯压力的装置测瓦斯压力的方法，其特征在于：所述封闭盖(7)为螺纹旋转封闭盖。

5.根据权利要求1所述的利用超声波测瓦斯压力的装置测瓦斯压力的方法，其特征在于：步骤(b)中所述瓦斯压力值是以标准大气压下，与待测煤层(14)相同温度下，所述标准试验煤柱(5)解析48h后，采用超声波测瓦斯压力的装置测得的压力值。

6.根据权利要求1所述的利用超声波测瓦斯压力的装置测瓦斯压力的方法，其特征在于：步骤(d)中所述超声波的频率为10KHz～2.5MHz，精度0.1μs；幅度：0～150dB。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的利用超声波测瓦斯压力的装置测瓦斯压力的方法，其特征在于：步骤(d)中所述标准试验煤柱(5)吸附瓦斯时间为48h。