[发明专利]一种确定上覆岩层赋存瓦斯岩层层位的装置和方法

说明书

一种确定上覆岩层赋存瓦斯岩层层位的装置和方法，装置包括注浆护管、回浆管、集气罩、抽采管路、瓦斯浓度探头、分站、井下平板电脑。所述集气罩安装与钻孔的孔口处，并且在钻孔内设置有注浆护管和回浆管，回浆管位于集气罩部分的端头安装有第一截止阀，所述集气罩通过法兰与抽采管路一端连接，抽采管路上安设有第二截止阀和瓦斯浓度探头，且第二截止阀较瓦斯浓度探头靠近集气罩设置，瓦斯浓度探头通过分站与井下平板电脑连接，抽采管路另一端与抽采主管连接。该装置结构简单，操作方便且成本低，能简单有效的确定赋存瓦斯岩层层位，为优化抽采参数提供了夯实的数据支撑，精准的对岩层瓦斯进行抽采，保障了回采工作面的安全回采。

技术领域

本发明属于岩层中赋存瓦斯技术领域，具体涉及一种确定上覆岩层赋存瓦斯岩层层位的装置和方法。

背景技术

随着矿井开采深度的增加和开采强度的提高，矿井瓦斯涌出量随之逐渐增大，煤矿瓦斯灾害已成为我国煤矿安全生产的最主要威胁和制约煤炭行业可持续发展的最重要因素。通常情况下瓦斯以游离和吸附两种状态赋存在煤层中，但在实际生产过程中瓦斯赋存在岩石中也时有存在，但由于岩石中瓦斯缺乏关键的标志层，且在测定岩层瓦斯过程中受煤层瓦斯影响，因此很难确定赋存瓦斯的岩层层位，造成瓦斯抽采钻孔设计缺乏依据，无法精准的对岩层瓦斯进行抽采，抽采效果不佳，严重影响了回采工作面的安全回采。

发明内容

为解决上述问题，本发明是提供一种确定上覆岩层赋存瓦斯岩层层位的装置和方法，通过本发明装置和方法能够简单有效的确定赋存瓦斯岩层层位，为优化抽采参数提高夯实数据支撑，精准的对岩层瓦斯进行抽采，保障了回采工作面的安全回采的目的。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种确定上覆岩层赋存瓦斯岩层层位的装置，包括注浆护管、回浆管、集气罩、抽采管路、瓦斯浓度探头、分站及井下平板电脑；所述集气罩安装与钻孔的孔口处，并且在钻孔内设置有注浆护管和回浆管，回浆管位于集气罩部分的端头安装有第一截止阀，所述集气罩通过法兰与抽采管路一端连接，抽采管路上安设有第二截止阀和瓦斯浓度探头，且第二截止阀较瓦斯浓度探头靠近集气罩设置，瓦斯浓度探头通过分站与井下平板电脑连接，井下平板电脑具有数据采集、手动录入及分析计算功能，抽采管路另一端与抽采主管连接。

所述注浆护管与钻孔平行设置，且注浆护管的孔口端安装有快速接头，通过快速接头与注浆泵连接，所述注浆护管既做前期的注浆管，又做后期的打钻护管。

所述回浆管与钻孔平行设置。

所述注浆护管与回浆管平行设置，注浆护管穿过煤层500mm以上，回浆管深度大于注浆护管深度500mm以上。

一种确定上覆岩层赋存瓦斯岩层层位的方法，包括以下步骤：

步骤1、确定回采工作面上覆岩层垮落、变形的垂直方向的影响范围，根据地质资料确定范围内煤层数量、厚度及层间距；测试钻孔位置避开构造带；在回风顺槽内施工钻孔，钻杆穿过集气罩，并使用钻头施工，在打钻开过程中，通过钻杆人工记录钻孔深度，并利用孔口收集器通过抽采管路把打钻过程中的气体抽入抽采管路，通过瓦斯浓度探头检测抽采管路内气体的浓度，通过分站反馈给井下平板电脑，在线观测瓦斯浓度变化，并记录钻孔深度；

步骤2、施工未进入煤层阶段前，实时监测瓦斯浓度，存在以下两种情况：

(1)第一种情况，当钻进过程中的瓦斯浓度与初始钻进瓦斯浓度相比开始增高；

(2)第二种情况，当钻进过程中的瓦斯浓度始终与初始钻进瓦斯浓度相同或者钻进过程中的瓦斯浓度相比于初始钻进瓦斯浓度降低；

当出现第一种情况，则执行：