[发明专利]机械膨胀式封孔测压装置及测压方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤层和围岩中的瓦斯封孔测压装置，具体是一种适用于倾斜向下钻孔的机械膨胀式封孔测压装置及测压方法。

背景技术

煤矿建设和生产过程中，煤层和围岩中的瓦斯气体会涌出，对井下安全造成严重威胁。由于不同的煤层、不同的矿井中的瓦斯赋存状态的不同，瓦斯造成危险的程度也不尽相同。只有在了解瓦斯的基本性质和煤层瓦斯赋存状况的情况下，掌握煤层瓦斯赋存主要参数的测定，才能为瓦斯治理提供可靠的参考依据。

矿井瓦斯抽放钻孔按设计完成后进行封孔，目前矿井的封孔方法主要采用单一的水泥砂浆封孔，封孔的过程操作虽然比较简单省时，但封孔效果往往不理想。对于近水平或缓倾斜煤层进行注浆封孔时，无法对注浆量进行有效的控制，注浆过多容易流入测压孔，造成阻塞；注浆不足，可能导致钻孔密封不严，二者均会影响测压效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种采用机械膨胀固定和砂浆封孔的方式进行瓦斯压力的测定和抽放，可确保合适的注浆量，而且格外适用于倾斜向下钻孔的机械膨胀式封孔测压装置及测压方法。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

一种机械膨胀式封孔测压装置，包括测压管、注浆管、注浆泵，还包括芯管、膨胀管、套管，膨胀管为套管的一部分，套管前端设置有套管螺母；芯管套装在套管内，芯管前端设置有芯管螺杆；测压管贯穿芯管并通过胶塞定位；注浆管伸入芯管内；芯管、套管上分别设置有花孔；套管外端套装有与煤岩固定的固定垫圈。

进一步的，芯管与套管之间设置有胶圈。

所述的机械膨胀式封孔测压装置的测压方法，包括以下步骤：

步骤一，利用钻机对煤岩进行钻孔；

步骤二，测压装置放入钻孔内，使用聚氨酯进行封孔，将固定垫圈固定在煤壁上；

步骤三，旋转芯管，使芯管螺杆作用于套管螺母，使得膨胀管胀开固定在钻孔中；

步骤四，利用注浆泵开始注浆封孔，砂浆从注浆管进入芯管，并从花孔流出，进行封孔，当注浆泵注浆达到一定压力时，注浆完毕；

步骤五，当封孔完毕，花管在测压室中处于密封状态，读取压力表数据并记录；

步骤六：测定完毕，整理回收器械，下次使用更换套管。

采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，有益效果是：

通过芯管旋转使膨胀管膨胀，挤压煤岩，达到封孔和固定的目的，再通过灌入砂浆进行封孔，密封效果进一步提升。本装置结构简单，安装便捷，操作方便，其测定结果更加准确，只需更换套管仍可重复使用。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为图1中A—A剖视图；

图3为图1中B—B剖视图；

图中：1—煤岩；2—花管；3—芯管；4—套管螺母；5—膨胀管；6—胶塞；7—胶圈；8—花孔；9—套管；10—测压管；11—注浆管；12—压力表；13—注浆泵；14—固定垫圈；15—聚氨酯；16—砂浆；17—测压室；18—芯管螺杆。

具体实施方式

以下参照附图及实施例对本发明进行详细的说明：

参见图1-3，一种机械膨胀式封孔测压装置，由芯管3、膨胀管5、套管9、测压管10、注浆管11等器械构成，膨胀管5为套管9的一部分，套管9前端设置有套管螺母4；芯管3套装在套管9内，芯管3前端设置有芯管螺杆18；测压管10贯穿芯管3并通过胶塞6定位，测压管10前端的花管位于测压室17内，测压管10外端装有压力表12；注浆管11前端伸入芯管3内，注浆管11外端连接注浆泵13；芯管3、套管9上分别设置有对应的花孔8；套管9外端套装有与煤岩1固定的固定垫圈14；芯管3与套管9之间设置有胶圈7，胶圈7的套装位与胶塞6同位；胶塞6可将测压管10固定在芯管3的中心位置，并且可对砂浆16起到封堵作用，胶圈7同样对砂浆16起到封堵作用。

采用上述封孔测压装置进行瓦斯压力测定时，按如下步骤进行：

步骤一：利用钻机对煤岩1进行钻孔；

步骤二：将测压装置放入钻孔内，使用聚氨酯15进行封孔，将固定垫圈14固定在煤壁上；

步骤三：旋转芯管3，芯管螺杆18作用于套管9的套管螺母4，使得膨胀管5胀开固定在煤岩1中；

步骤四：利用注浆泵13开始注浆封孔，砂浆从注浆管11进入芯管3，并从花孔8流出，进行封孔，当注浆泵13注浆达到一定压力时，注浆完毕；

步骤五：当封孔完毕，花管2在测压室17中处于密封状态，读取压力表12数据并记录；

步骤六：测定完毕，整理可回收器械，下次使用更换套管9。

以上所述，仅为本发明较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。