專利名稱：煤層封孔自動測量記錄瓦斯壓力的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是有關(guān)于一種煤層封孔自動測量記錄瓦斯壓力的系統(tǒng)，其適用于在各 種煤層中測定煤層的瓦斯壓力。
背景技術(shù)：
瓦斯抽放是當前降低采煤工作面瓦斯?jié)舛?、實施區(qū)域防突的最有效措施之一，瓦 斯抽放效果，在很大程度上取決于封孔方法和封孔質(zhì)量。煤礦普遍采用的瓦斯封孔測壓系統(tǒng)主要有水泥砂漿封孔測壓系統(tǒng)，聚氨酯封孔測 壓系統(tǒng)和膠圈壓力粘液封孔測壓系統(tǒng)。運用水泥砂漿封孔測壓，采用的是普通硅酸鹽水泥制備的水泥砂漿，由于水泥的 早期化學收縮、自收縮以及后期由于溫度變化、環(huán)境干燥等原因所造成的體積收縮，都會在 一定程度上加大水泥收縮開裂的危險，從而造成封堵失敗。采用聚氨酯封孔測壓，由于聚氨酯材料抗壓能力低(單軸抗壓能力為0.9 1. 2Mpa)，隨著時間推移被逐漸壓縮，其力學性能無法阻擋鉆孔的蠕變和漏氣通道的形成， 密封不牢固，造成后期瓦斯抽放濃度急劇降低，封孔失敗；而且，由于聚氨酯反應過快且本 身具有有毒物質(zhì)，考慮到人工封孔工藝粗糙且工作緊張，可能未全部進入鉆孔便反應完全， 造成封堵鉆孔報廢，同時對工人身體健康造成影響。膠圈壓力粘液封孔，雖然壓力粘液能及時封堵鉆孔周邊裂隙，粘液壓力略高于 瓦斯壓力，但是隨著時間推移，粘液壓力泄壓，起不到實時監(jiān)控補充粘液壓力作用；另一 方面測得壓力數(shù)據(jù)單一、無關(guān)聯(lián)性，不能實時反應測壓過程瓦斯壓力變化；國家行業(yè)標準 AQ/T 1047-2007《煤礦井下煤層瓦斯壓力的直接測定方法》規(guī)定壓力變化在3d內(nèi)小于 0. 015Mpa，即為煤層真實的瓦斯壓力，而一般測壓壓力表精度較低，不符合測壓要求，增加 了后期采掘工作的不確定性。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是，提供一種煤層封孔自動測量記錄瓦斯壓力的系統(tǒng)，其能封 堵瓦斯抽采孔周邊裂隙，防止被測氣體的泄露，全面記錄瓦斯壓力，測壓時間短，工作效率
尚ο本實用新型的上述目的可采用下列技術(shù)方案來實現(xiàn)一種煤層封孔自動測量記錄瓦斯壓力的系統(tǒng)，其包括瓦斯抽采封孔裝置，其包括瓦斯抽采管道，瓦斯抽采管道的兩端分別套設(shè)有橡膠 擋板組，瓦斯抽采管道的外側(cè)分別設(shè)置有均與之平行的固化材料輸送管道和密封液輸送管 道，瓦斯抽采管道的端口與壓力記錄儀相連接；固化材料輸送管道的入口端通過固化材料高壓管路與固化材料驅(qū)動裝置相連接， 固化材料輸送管道具有兩個固化材料出口，其分別位于兩個橡膠擋板組內(nèi)；密封液輸送管道的入口端通過密封液高壓管路與密封液驅(qū)動裝置相連接，密封液出口位于兩個橡膠擋板組之間；所述密封液輸送管道的入口端與密封液驅(qū)動裝置之間的密 封液高壓管路上設(shè)置有蓄能保壓裝置。在優(yōu)選的實施方式中，所述固化材料輸送管道的入口端與固化材料驅(qū)動裝置之間 的固化材料高壓管路上設(shè)置有固化材料截止閥；所述密封液高壓管路上還設(shè)置有密封液截 止閥。在優(yōu)選的實施方式中，所述瓦斯抽采管道的一端部設(shè)有瓦斯集氣孔，每個橡膠擋 板組分別具有兩個軸向分開設(shè)置的橡膠擋板，瓦斯集氣孔位于橡膠擋板組的外端；在優(yōu)選的實施方式中，密封液輸送管道相對于其入口端的另一端為密封液出口。在優(yōu)選的實施方式中，所述瓦斯抽采管道外部對應瓦斯集氣孔的位置設(shè)置有遮蓋 帽；在優(yōu)選的實施方式中，所述橡膠擋板呈圓環(huán)狀，其配合地套設(shè)在所述瓦斯抽采管 道之外；在優(yōu)選的實施方式中，所述兩個固化材料出口中，其中一個為所述固化材料輸送 管道的相對于固化材料入口的端口，另一個為固化材料輸送管道上的開口。本實用新型的特點和優(yōu)點是1、及時封堵鉆孔周邊裂隙，實時監(jiān)控補充粘液壓力，能夠按照設(shè)定的壓力記錄時 間間隔采集、記錄壓力數(shù)據(jù)，全面反應測壓過程瓦斯壓力變化，精度符合要求，提高了后期 采掘工作的可靠性。2、瓦斯抽采封孔裝置的結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，成本低，密封效果好，勞動強度小，可 以有效地提高抽采孔中的真空度，提高瓦斯抽放濃度，縮短抽采時間。3、瓦斯抽采封孔裝置的原理是利用密封液體有一定的流動性和一定的表面張力， 在表面張力作用下滲入到抽采孔的孔壁周圍的原始裂隙中，在裂隙中形成一道液體薄膜， 這道液體薄膜可以有效地封堵氣體；固體材料采用特制水泥或其它快干材料，具有超早強、 微膨脹、補償收縮等特性，從而減小固體收縮開裂危險，可以有效地封堵液體。4、蓄能保壓裝置能隨時補充密封液的壓力，以保證密封液壓力始終稍大于瓦斯壓 力，以起到保壓的作用。

為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需 要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實 施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖 獲得其他的附圖。圖1是本實用新型的煤層封孔自動測量記錄瓦斯壓力的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型的煤層封孔自動測量記錄瓦斯壓力的系統(tǒng)的封孔裝置的結(jié)構(gòu) 示意圖；圖3是本實用新型的煤層封孔自動測量記錄瓦斯壓力的方法的流程示意圖；圖4是本實用新型的煤層封孔自動測量記錄瓦斯壓力的方法的壓力記錄儀的外 殼正面示意圖；圖5是本實用新型的煤層封孔自動測量記錄瓦斯壓力的方法的壓力記錄儀的外
4殼反面示意圖；圖6是本實用新型的煤層封孔自動測量記錄瓦斯壓力的方法的壓力記錄儀的基 本原理功能示意圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的 實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下 所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。參見圖1和圖2所示，本實用新型實施例提出的煤層封孔自動測量記錄瓦斯壓力 的系統(tǒng)，其包括瓦斯抽采封孔裝置A，瓦斯抽采封孔裝置A包括瓦斯抽采管道1，瓦斯抽采管 道1的兩端分別套設(shè)有橡膠擋板組2，瓦斯抽采管道1的外側(cè)分別設(shè)置有均與之平行的固化 材料輸送管道3和密封液輸送管道4，瓦斯抽采管道1的端口與壓力記錄儀5相連接；固化 材料輸送管道3的入口端31通過固化材料高壓管路32與固化材料驅(qū)動裝置33相連接，固 化材料出口 34位于至少一個橡膠擋板組2內(nèi)；密封液輸送管道4的入口端41通過密封液 高壓管路42與密封液驅(qū)動裝置43相連接，密封液出口 44位于兩個橡膠擋板組2之間。其 中，瓦斯抽采管道1可通過瓦斯高壓管路51與壓力記錄儀5相連接。在瓦斯抽采孔打好之后，將本實用新型實施例的上述瓦斯抽采封孔裝置A放入抽 采孔6內(nèi)，并使瓦斯抽采管道1進入瓦斯測壓室61。橡膠擋板組2為柔性材質(zhì)，其本身與 抽采孔6進行摩擦彈性擠壓，使得封孔裝置A在抽采孔6內(nèi)固定。接著，通過固化材料驅(qū)動 裝置33 (例如可為注漿泵)將膨脹水泥材料或快干材料之類的可固化材料從固化材料輸送 管道3的入口端31輸送到固化材料輸送管道3中，并流入并充滿于至少一個橡膠擋板組2 內(nèi)，形成固化材料密封室35，此處為水泥封堵墻，當可固化材料凝固后，固化材料密封室35 可提高封孔裝置A與抽采孔6的連接強度，以進一步避免封孔裝置A從抽采孔6中脫離出 來。待可固化材料凝固后，通過密封液驅(qū)動裝置43 (例如手動試壓泵)將一定壓力的密封 液(例如膨潤土粘液)泵入密封液輸送管道4中，以使密封液壓力高于瓦斯壓力，密封液從 密封液出口 44流出，在兩個橡膠擋板組2之間充滿密封液，形成密封液空間45。由于密封 液本身具有一定的粘結(jié)性，且密封液壓力高于瓦斯壓力，在表面張力作用下滲入到抽采孔 6孔壁周圍的原始裂隙62中，在裂隙中形成一道液體薄膜，這道液體薄膜可以有效地封堵 氣體，同時對固化材料密封室中的可固化材料起到一定養(yǎng)護作用，防止固化材料收縮開裂。 此時，打開壓力記錄儀5，其集傳感器和智能儀表于一體，能夠按照設(shè)定的壓力記錄時間間 隔采集、記錄壓力數(shù)據(jù)，自動記錄多達20000組的數(shù)據(jù)，全面反應測壓過程中的瓦斯壓力變 化，精度高，數(shù)據(jù)真實準確。其中，壓力記錄儀5可將壓力通過測量電路的計算得到正比于 壓力變化的電信號，以達到壓力測量的目的，而壓力數(shù)據(jù)還可通過U盤讀取到計算機上，對 數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析。封孔裝置A采用固化材料封堵液化材料，液化材料封堵瓦斯氣體，如此可以防止 抽采孔6外部的空氣進入瓦斯測壓室61中，同時又可以防止抽采孔6內(nèi)部的瓦斯沿抽采孔 6的孔壁周圍裂隙泄露到外部，從而實現(xiàn)最佳的封堵效果，可提高瓦斯的抽采濃度和可利用率。[0035]根據(jù)本實用新型的一個實施方式，所述密封液輸送管道4的入口端41與密封液驅(qū) 動裝置43之間的密封液高壓管路42上設(shè)置有蓄能保壓裝置46，以保證密封液壓力高于瓦 斯壓力，也就是說，待抽采孔6內(nèi)的密封液壓力下降時，蓄能保壓裝置46可隨時自動補充壓 力，使其密封液壓力時刻保持大于瓦斯壓力，從而起到實時監(jiān)控作用。所述固化材料輸送管道3的入口端31與固化材料驅(qū)動裝置33之間的固化材料高 壓管路32上設(shè)置有固化材料截止閥36，當需要通過固化材料驅(qū)動裝置33往固化材料輸送 管道3輸送可固化材料時，固化材料截止閥36開啟，當可固化材料輸送完成時，固化材料截 止閥36關(guān)閉。所述密封液高壓管路42上還設(shè)置有密封液截止閥47，密封液截止閥47可位 于蓄能保壓裝置46之前或之后。當需要通過密封液驅(qū)動裝置43往密封液輸送管道4輸送 密封液時，密封液截止閥47開啟，當密封液輸送完成時，密封液截止閥47關(guān)閉。此外，當密 封液輸送完成而密封液截止閥47關(guān)閉時，蓄能保壓裝置46同時開啟。根據(jù)本實用新型的一個實施方式，所述瓦斯抽采管道1的一端部設(shè)有瓦斯集氣孔 11，每個橡膠擋板組2分別具有兩個軸向分開設(shè)置的橡膠擋板21、22，瓦斯集氣孔22位于 橡膠擋板組2的外端；固化材料輸送管道3上具有兩個固化材料出口，分別位于每個橡膠擋 板組2的兩個橡膠擋板21、22之間，從而在瓦斯抽采管道1的兩端均形成固化材料密封室 35。此外，如果只需在瓦斯抽采管道1的一端形成固化材料密封室35，固化材料輸送管道3 只需具有一個固化材料出口 34即可，該固化材料出口 34位于其中一個橡膠擋板組2的兩 個橡膠擋板21、22之間即可。密封液輸送管道4相對于其入口端41的另一端為密封液出口 44，密封液出口 44 位于兩個橡膠擋板組2之間。其中，密封液輸送管道4可進入密封液空間45的二十五厘米 處，即密封液出口 44可位于距離橡膠擋板組2的二十五厘米處。所述瓦斯抽采管道1外部對應瓦斯集氣孔11的位置設(shè)置有遮蓋帽8，遮蓋帽8可 以防止在瓦斯抽放過程中吸入煤塵顆粒堵死瓦斯集氣孔11，以避免影響瓦斯抽放。所述橡膠擋板21、22呈圓環(huán)狀，其配合地套設(shè)在瓦斯抽采管道1之外，以將固化材 料密封室中的固化材料和密封液空間中的密封相互隔離。所述兩個固化材料出口中，其中一個為固化材料輸送管道3的相對于固化材料入 口的端口，另一個為固化材料輸送管道3上的開口，該開口可為圓孔。在瓦斯抽采封孔裝置A組裝時，將橡膠擋板組2套在瓦斯抽采管道1上后，可在橡 膠擋板21、22上對應瓦斯抽采管道1兩側(cè)位置處設(shè)置相應的圓孔，以便固化材料輸送管道 3和密封液輸送管道4從相應的圓孔中穿過，其中，固化材料輸送管道3和密封液輸送管道 4的安裝位置可以盡可能地靠近瓦斯抽采管道1。參見圖4至圖6所示，壓力記錄儀5外殼采用高強度的Q235A碳鋼，內(nèi)部本質(zhì)安全 型電路設(shè)計，功能操作如下儀表精度不準時，可利用“校準鍵”進行校準；“通訊鍵”是用優(yōu) 盤讀取儀表壓力數(shù)據(jù)；“開始鍵”開始/停止記錄壓力數(shù)據(jù)；“上移鍵”是參數(shù)數(shù)據(jù)設(shè)置時， 用來增大數(shù)值；“確定鍵”設(shè)置儀表參數(shù)；“下移鍵”是參數(shù)數(shù)據(jù)設(shè)置時，用來減小數(shù)值；“復 位鍵”清除儀表內(nèi)所存數(shù)據(jù)、排除儀表故障。對于記錄的壓力數(shù)據(jù)有時間信息，該時間信息來自儀表內(nèi)部的時鐘單元，該時鐘 單元長時間運行后會有誤差，需要定期調(diào)整，通過“設(shè)置”鍵，對時間進行調(diào)整；然后根據(jù)間 隔調(diào)整范圍1秒 18小時，根據(jù)自身情況對數(shù)據(jù)進行等間隔記錄時間設(shè)定；按下“開始”鍵，對數(shù)據(jù)進行自動記錄；記錄數(shù)據(jù)完畢后，將U盤插入USB接口，按下“通訊，，鍵，將數(shù)據(jù)剪切 到U盤內(nèi)，配合上位機管理軟件，對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、分析。如圖6所示，本實用新型的壓力記錄儀將壓力通過測量電路的計算可得到正比于 壓力變化的電信號，在需要提取數(shù)據(jù)的時候，使用U盤存儲器進行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)移。其中，壓力記錄儀5為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，對其工作原理不再做詳細描述。當 然，除了壓力記錄儀5之外，還可以運用其它合適的壓力測量器來測量壓力。參見圖1至圖3所示，上述煤層封孔自動測量記錄瓦斯壓力的系統(tǒng)的實施方法，其 包括步驟提供瓦斯抽采封孔裝置A，并將瓦斯抽采封孔裝置A安裝在瓦斯抽采孔內(nèi)，其中， 瓦斯抽采封孔裝置A包括瓦斯抽采管道1，瓦斯抽采管道1進入瓦斯抽采孔內(nèi)的瓦斯測壓 室，瓦斯抽采管道1的兩端分別套設(shè)有橡膠擋板組2，瓦斯抽采管道1的外側(cè)分別設(shè)置有均 與之平行的固化材料輸送管道3和密封液輸送管道4，瓦斯抽采管道1的端口與壓力記錄儀 5相連接；將固化材料輸送管道3的入口端31通過固化材料高壓管路32與固化材料驅(qū)動裝 置33相連接，將密封液輸送管道4的入口端41通過密封液高壓管路42與密封液驅(qū)動裝置 43相連接；通過固化材料驅(qū)動裝置33將可固化材料打入固化材料輸送管道3中，可固化材料 流入并充滿到至少一個橡膠擋板組2中，形成固化材料密封室35，固化材料驅(qū)動裝置33停 止將可固化材料打入固化材料輸送管道3中；待可固化材料凝固后，通過密封液驅(qū)動裝置43將密封液送入密封液輸送管道4 中，密封液流入到兩個橡膠擋板組2之間，形成密封液空間45，其中在密封液輸入過程中， 使密封液壓力高于瓦斯壓力；開啟壓力記錄儀5，測得壓力數(shù)據(jù)。例如可開啟壓力記錄儀5上的開始按鍵，對壓 力數(shù)據(jù)根據(jù)所需的時間間隔在1秒-18小時內(nèi)進行設(shè)定，對壓力數(shù)據(jù)進行測壓過程全程監(jiān) 控。以上所述僅為本實用新型的幾個實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員依據(jù)申請文件公開的 可以對本實用新型實施例進行各種改動或變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。
權(quán)利要求1.一種煤層封孔自動測量記錄瓦斯壓力的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括瓦斯抽采封孔裝置，其包括瓦斯抽采管道，瓦斯抽采管道的兩端分別套設(shè)有橡膠擋板組，瓦斯抽采管道的外側(cè)分別設(shè)置有均與之平行的固化材料輸送管道和密封液輸送管道， 瓦斯抽采管道的端口與壓力記錄儀相連接；固化材料輸送管道的入口端通過固化材料高壓管路與固化材料驅(qū)動裝置相連接，固化 材料輸送管道具有兩個固化材料出口，其分別位于兩個橡膠擋板組內(nèi)；密封液輸送管道的入口端通過密封液高壓管路與密封液驅(qū)動裝置相連接，密封液出口 位于兩個橡膠擋板組之間；所述密封液輸送管道的入口端與密封液驅(qū)動裝置之間的密封液 高壓管路上設(shè)置有蓄能保壓裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤層封孔自動測量記錄瓦斯壓力的系統(tǒng)，其特征在于，所述 固化材料輸送管道的入口端與固化材料驅(qū)動裝置之間的固化材料高壓管路上設(shè)置有固化 材料截止閥；所述密封液高壓管路上還設(shè)置有密封液截止閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1至2任意一項所述的煤層封孔自動測量記錄瓦斯壓力的系統(tǒng)，其特 征在于，所述瓦斯抽采管道的一端部設(shè)有瓦斯集氣孔，每個橡膠擋板組分別具有兩個軸向 分開設(shè)置的橡膠擋板，瓦斯集氣孔位于橡膠擋板組的外端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的煤層封孔自動測量記錄瓦斯壓力的系統(tǒng)，其特征在于，密封 液輸送管道相對于其入口端的另一端為密封液出口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的煤層封孔自動測量記錄瓦斯壓力的系統(tǒng)，其特征在于，所述 瓦斯抽采管道外部對應瓦斯集氣孔的位置設(shè)置有遮蓋帽。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的煤層封孔自動測量記錄瓦斯壓力的系統(tǒng)，其特征在于，所述 橡膠擋板呈圓環(huán)狀，其配合地套設(shè)在所述瓦斯抽采管道之外。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的煤層封孔自動測量記錄瓦斯壓力的系統(tǒng)，其特征在于，所述 兩個固化材料出口中，其中一個為所述固化材料輸送管道的相對于固化材料入口的端口， 另一個為固化材料輸送管道上的開口。
專利摘要一種煤層封孔自動測量記錄瓦斯壓力的系統(tǒng)，其包括瓦斯抽采封孔裝置，其包括瓦斯抽采管道，瓦斯抽采管道的兩端分別套設(shè)有橡膠擋板組，瓦斯抽采管道的外側(cè)分別設(shè)置有均與之平行的固化材料輸送管道和密封液輸送管道，瓦斯抽采管道的端口與壓力記錄儀相連接；固化材料輸送管道的入口端通過固化材料高壓管路與固化材料驅(qū)動裝置相連接，固化材料輸送管道具有兩個固化材料出口，其分別位于兩個橡膠擋板組內(nèi)；密封液輸送管道的入口端通過密封液高壓管路與密封液驅(qū)動裝置相連接，密封液出口位于兩個橡膠擋板組之間；所述密封液輸送管道的入口端與密封液驅(qū)動裝置之間的密封液高壓管路上設(shè)置有蓄能保壓裝置。本實用新型測壓時間短，工作效率高。
文檔編號E21F17/18GK201851112SQ20102058539
公開日2011年6月1日 申請日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者李志勇 申請人:北京中礦天安科技發(fā)展有限公司