[发明专利]瓦斯压力快速测定装置及测定方法

说明书

本发明涉及煤层瓦斯压力测定技术领域，瓦斯压力快速测定装置，包括至少四个封孔胶囊、注气装置、注气管、测压管和控制装置，其中封孔胶囊在钻孔内间隔设置，形成由煤层到钻孔孔口方向依次设置的第二封孔段、注气空间和第一封孔段，测压管第一端穿过封孔胶囊和煤层延伸至测压气室，测压管第二端封闭或者安装压力表，注气管第一端敞开并设置在注气空间，注气装置连接注气管第二端，注气管上设有注气开关，所述测压管和注气管上分别设有第一压力传感器和第二压力传感器，所述控制装置与第一压力传感器、第二压力传感器以及注气开关分别信号连接，本测定装置适用于井下煤层瓦斯压力快速测定。本发明还提出瓦斯压力快速测定方法。

技术领域

本发明涉及煤层瓦斯压力测定技术领域，特别是瓦斯压力快速测定装置及测定方法。

背景技术

煤层瓦斯压力是瓦斯赋存的重要参数之一，是煤与瓦斯突出鉴定、区域预测、消突效果检验等工作的重要依据，准确快速测定煤层瓦斯压力至关重要。国内外科研人员针对瓦斯压力快速测定进行了广泛深入研究。目前直接法测定煤层瓦斯压力的方法分为两大类有：一是被动测压，另一个是主动测压法。被动测压法是依靠煤层自身赋存的瓦斯在封孔后逐渐恢复的测压方法，该方法测定周期较长，一般在一个月左右。主动测压法是在测压后注入预定压力的气体，补偿在钻孔施工中损失的瓦斯量，一般注入一次，这种方法瓦斯损失量和注入量均未知，补偿多少不确定，这种方法测试时间相对于主动测压有所减少但一般也需要15天左右。

煤层钻孔和破碎岩层测定煤层瓦斯压力受钻孔所处环境影响，测定值偏小。主要是钻孔孔壁周边存在破碎圈，封孔时不能将其封堵，导致测压气室的气体从钻孔孔壁周边的破碎圈的裂隙中向外渗出。

因此，瓦斯压力测定周期和钻孔破碎圈渗漏问题制约着煤层瓦斯压力的准确快速测定。煤层瓦斯压力快速准确测定成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种用于井下煤层瓦斯压力快速测定的装置及测定方法，适用于井下煤层瓦斯压力快速测定，针对瓦斯压力测定周期长和钻孔破碎圈气体渗漏的问题而提出。

在第一个技术方案中，瓦斯压力快速测定装置，用于测定井下煤层瓦斯压力，且井下施工面向煤层方向开设钻孔，煤层背面开设测压气室，所述瓦斯压力快速测定装置包括至少四个封孔胶囊、注气装置、注气管、测压管和控制装置，其中封孔胶囊在钻孔内间隔设置，在相邻的两个封孔胶囊之间形成由煤层到钻孔孔口方向依次设置的第二封孔段、注气空间和第一封孔段，所述测压管第一端穿过封孔胶囊和煤层延伸至测压气室，测压管第二端封闭或者安装压力表，所述注气管第一端敞开并设置在注气空间，注气装置连接注气管第二端，注气管上设有注气开关，所述测压管和注气管上分别设有第一压力传感器和第二压力传感器，所述控制装置与第一压力传感器、第二压力传感器以及注气开关分别信号连接，该控制装置用于接收第一压力传感器、第二压力传感器监测到的管内气压数据并切换注气开关的开闭状态。

在第一个技术方案中，作为优选的，所述钻孔为穿层钻孔，所述钻孔内靠近煤层的首个封孔胶囊位于煤层底板。

在第一个技术方案中，作为优选的，所述钻孔为顺层钻孔，所述第二封孔段、测压气室和第一封孔段的长度比为3∶2∶20。

在第一个技术方案中，作为优选的，所述瓦斯压力快速测定装置还具有注液管和注液装置，所述注液装置与注液管连接，所述注液管包括四个自由出液口和两个压力出液口，四个所述自由出液口分别与封孔胶囊内部连通，两个所述压力出液口分别设置在第一封孔段和第二封孔段，所述注液装置通过注液管向封孔胶囊内部输送封孔液并在注液管内压力达到预设压力后向第一封孔段和第二封孔段注入封孔液。