[发明专利]基于死空间压力换算的煤层瓦斯参数检测装置及施工方法

说明书

本发明中公开了一种基于死空间压力换算的煤层瓦斯参数检测装置，包括，模拟室和模拟调节器；模拟室内设有取样器；取样器固定端的排气管通过第一导管与第一三通管一端连接，且排气管上设有排气阀；取样器设置在质量检测器的称量托盘上；第一三通管剩余两端分别连接压力表和第二导管连接，第二导管与第二三通管一端连接，第二三通管剩余的两端分别与穿过模拟室的交换气管和真空气管连接；第二导管、交换气管和真空气管上分别设有第一气阀、第二气阀和第三气阀。有益效果实现了煤层瓦斯压力与煤层瓦斯含量的精确测量与计算，有利于矿井的安全措施的实施。有利于估算瓦斯含量，从而确定瓦斯的产量。有利于减少人工的成本以及时间的投入。

技术领域

本发明涉及煤炭瓦斯检测领域，具体涉及一种基于死空间压力换算的煤层瓦斯参数检测装置及施工方法。

背景技术

煤层瓦斯压力是指煤层孔隙内气体分子自由热运动所产生的作用力，即瓦斯作用于孔隙壁的压力。煤层瓦斯压力是评价煤层突出危险性与决定煤层瓦斯含量的一个重要指标，在煤层突出危险性指标重要性排序中位居前列，不论是煤中的游离瓦斯量，还是吸附瓦斯量，皆与瓦斯压力密切相关。同时煤层瓦斯压力还是决定瓦斯流动动力人及瓦斯动力现象潜能大小的基本参数，在研究与评价瓦斯储量、瓦斯涌出、瓦斯流动、瓦斯抽采与瓦斯突出问题中具有指导意义。

煤层瓦斯含量是单位质量煤中的瓦斯体积。在我国由于煤层瓦斯含量测定方法的不同，瓦斯含量的内涵也不同，间接法测试瓦斯含量时，瓦斯含量为吸附瓦斯含量和游离瓦斯含量之和，当直接法测试时，煤层瓦斯含量则包含煤样解吸瓦斯含量、损失瓦斯含量和残存量三部分。

“以孔代巷”区域瓦斯治理技术以定向长钻孔为基础，定向长钻孔往往长达数百米甚至上千米，这也使得煤层瓦斯压力、含量传统测试方法在定向长钻孔中应用存在以下缺陷：

(1)我国煤层的渗透性普遍极低，而定向长钻孔往往长达数百米甚至上千米，通过自然渗透使钻孔揭露处达到平衡的瓦斯压力需要很长时间，且对封孔要求极高，直接测试方法耗时费力且可靠性差

(2)使用直接法测试瓦斯含量，在定向长钻孔中取样耗时较长，瓦斯在取样过程中大量逸散，使用现有方法反推的损失量存在很大误差，会造成整体瓦斯含量测试偏低。

发明内容

为了解决煤层瓦斯参数检测难的问题，本发明提供一种基于死空间压力换算的煤层瓦斯参数检测装置及施工方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：一种基于死空间压力换算的煤层瓦斯参数检测装置，包括，模拟煤样实际环境的模拟室和控制模拟环境的模拟调节器；所述模拟室与模拟调节器相通连接；所述模拟室内设有：煤和瓦斯的压力密封取样器；所述取样器固定端的排气管通过第一导管与第一三通管一端连接，且排气管上设有排气阀；所述取样器设置在质量检测器的称量托盘上；所述第一三通管剩余两端分别连接压力表和第二导管连接，所述第二导管与第二三通管一端连接，第二三通管剩余的两端分别与穿过模拟室的交换气管和真空气管连接；所述第二导管、交换气管和真空气管上分别设有第一气阀、第二气阀和第三气阀；所述取样器内部设有存芯室；所述存芯室一端与设在固定端的排气管相通；存芯室另一端内壁通过环形阵列设置第三铰接链与伸缩杆一端铰接，所述伸缩杆另一端与设置在密封板后端侧面的第二铰接链铰接；固定在密封板前端侧面的第一铰接链与取样器的内壁铰接；在取样器内壁设有供密封板自由端摆动的凹槽。

其中，所述伸缩杆是电动伸缩杆。

其中，所述质量检测器为高精度天平。

一种基于死空间压力换算的煤层瓦斯参数检测装置的施工方法，包括如下步骤：a、在适宜的试验地点，采用千米定向钻机实施超长定向钻孔，到达预定位置后继续钻进进入煤层，通过钻进参数的变化确保钻头仅揭露煤层表层；检测并记录步骤a中煤层表层的温度T。

b、在退出千米定向钻机的钻杆和钻头后，把取样器装在钻杆的工作端；并把取样器重新送到步骤a中煤层表层位置。