一種下向煤層瓦斯測(cè)壓鉆孔自動(dòng)排水裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及礦井瓦斯防治技術(shù)領(lǐng)域，適用于煤礦井下下向測(cè)壓鉆孔排水方面。
【背景技術(shù)】
[0002]瓦斯壓力是衡量煤層瓦斯賦存情況的重要參數(shù)，也是煤礦生產(chǎn)過程中必須掌握的基礎(chǔ)參數(shù)之一?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試是獲取瓦斯壓力的基本方法，當(dāng)測(cè)壓鉆孔內(nèi)含水時(shí)，會(huì)導(dǎo)致測(cè)壓結(jié)果不準(zhǔn)確，下向測(cè)壓鉆孔由于難以獲知測(cè)壓氣室內(nèi)水量情況和測(cè)壓管內(nèi)是否含有水柱，往往導(dǎo)致實(shí)測(cè)壓力誤差大，甚至測(cè)壓失敗。下向測(cè)壓鉆孔消除水影響的主要方法是，用抽水裝置抽除鉆孔內(nèi)積水，但抽采時(shí)機(jī)的控制較為關(guān)鍵，一旦誤排測(cè)壓氣室內(nèi)的氣體，會(huì)導(dǎo)致測(cè)壓過程延長(zhǎng)，甚至測(cè)壓失敗。如何實(shí)現(xiàn)既能消除測(cè)壓鉆孔內(nèi)積水的影響，又不影響測(cè)壓進(jìn)程和測(cè)壓結(jié)果，是下向測(cè)壓鉆孔成功測(cè)壓的關(guān)鍵，也是困擾煤礦安全生產(chǎn)技術(shù)與管理人員的主要難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為實(shí)現(xiàn)下向煤層瓦斯測(cè)壓鉆孔自動(dòng)排水，本發(fā)明提出一種下向煤層瓦斯測(cè)壓鉆孔自動(dòng)排水裝置。
[0004]該裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示，由排水管口自動(dòng)控制閥1、導(dǎo)氣管2、花管3、鉆孔封孔結(jié)構(gòu)
4、測(cè)壓管5、壓力表6、壓力表后閥7、三通8、壓力表前閥9和排水管10組成。
[0005]裝置結(jié)構(gòu)中，根據(jù)導(dǎo)氣管長(zhǎng)度、下向鉆孔的傾角以及彈性膜片受力變形特征，確定固定管管口與密封墊之間的間距。
[0006]測(cè)壓鉆孔內(nèi)沒有積水時(shí)，排水管口自動(dòng)控制閥的彈性膜片處于初始狀態(tài)，密封墊與固定管口緊密接觸，封堵固定管口，排水管處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)鉆孔壁發(fā)生滲水，水在測(cè)壓氣室內(nèi)逐漸積聚，液面升高，并將排水管口自動(dòng)控制閥淹沒水下時(shí)，彈性膜片內(nèi)外兩側(cè)受力發(fā)生變化，外側(cè)壓力逐漸大于內(nèi)側(cè)氣腔氣體壓力，并導(dǎo)致膜片逐漸內(nèi)凹，密封墊慢慢脫離排水管的固定管口，鉆孔內(nèi)積水進(jìn)入排水管，在排水管內(nèi)毛細(xì)管束組的毛細(xì)作用和測(cè)壓氣室內(nèi)外的氣壓差作用下，積水經(jīng)排水管逐漸排至鉆孔外。隨著氣室內(nèi)積水的慢慢排出，排水管口自動(dòng)控制閥距離鉆孔內(nèi)積水液面的高差減小，彈性膜片外側(cè)作用力減小，彈性膜片緩慢恢復(fù)，密封墊距離排水管固定管口的距離逐漸減小，以致完全接觸并封堵排水管，排水管不再排水。隨著鉆孔內(nèi)積水增多，排水管再次打開，如此往復(fù)，實(shí)現(xiàn)測(cè)壓鉆孔的連續(xù)緩慢排水。整個(gè)排水過程中，測(cè)壓氣室與排水管外始終處于水封狀態(tài)，不會(huì)發(fā)生測(cè)壓氣室氣體泄漏。
[0007]本發(fā)明利用彈性膜片兩側(cè)受力不等控制排水管的開閉，利用氣體壓力差和毛細(xì)管對(duì)水的毛細(xì)現(xiàn)象作為排水管的排水動(dòng)力，利用毛細(xì)管的小管徑控制排水速度，原理簡(jiǎn)單，可靠性高，且不需外在排水動(dòng)力即可實(shí)現(xiàn)連續(xù)排水。
【附圖說明】
[0008]圖1為一種下向煤層瓦斯測(cè)壓鉆孔自動(dòng)排水裝置。
[0009]圖中標(biāo)號(hào):i一排水管口自動(dòng)控制閥、2一導(dǎo)氣管、3一花管、4一鉆孔封孔結(jié)構(gòu)、5一測(cè)壓管、6—壓力表、7—壓力表后閥、8—三通、9—壓力表前閥、10—排水管、11—測(cè)壓氣室、1-1 一固定管、1-2—彈性膜片、1-3—密封墊、1-4 一氣腔、1-5—可調(diào)支架。
【具體實(shí)施方式】
[0010]如圖1所示，一種下向煤層瓦斯測(cè)壓鉆孔自動(dòng)排水裝置包括排水管口自動(dòng)控制閥、導(dǎo)氣管、花管、鉆孔封孔結(jié)構(gòu)、測(cè)壓管、壓力表、壓力表后閥、三通、壓力表前閥和排水管。其中，排水管口自動(dòng)控制閥由固定管、彈性膜片、密封墊、氣腔和可調(diào)支架組成。
[0011 ]下向測(cè)壓鉆孔成孔時(shí)，鉆孔穿透煤層底板一段距離，在煤層底板形成積水和煤巖泥的沉積空間。
[0012]根據(jù)導(dǎo)氣管長(zhǎng)度、下向鉆孔的傾角以及彈性膜片受力變形特征，確定固定管管口與密封墊之間的間距，安裝測(cè)壓鉆孔自動(dòng)排水裝置。
[0013]測(cè)壓鉆孔內(nèi)沒有積水時(shí)，彈性膜片處于初始狀態(tài)，密封墊與固定管口緊密接觸，封堵固定管口，排水管處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)鉆孔壁發(fā)生滲水時(shí)，水在測(cè)壓氣室內(nèi)逐漸積聚，液面升高，并將排水管口自動(dòng)控制閥淹沒水下時(shí)，彈性膜片內(nèi)外兩側(cè)受力發(fā)生變化，外側(cè)壓力逐漸大于內(nèi)側(cè)氣腔氣體壓力，并導(dǎo)致膜片逐漸內(nèi)凹，密封墊慢慢脫離排水管的固定管口，鉆孔內(nèi)積水進(jìn)入排水管，在排水管內(nèi)毛細(xì)管束組的毛細(xì)作用和測(cè)壓氣室內(nèi)外的氣壓差作用下，積水經(jīng)排水管逐漸排至鉆孔外。
[0014]隨著氣室內(nèi)積水的慢慢排出，排水管口自動(dòng)控制閥距離鉆孔內(nèi)積水液面的高差減小，彈性膜片外側(cè)作用力減小，彈性膜片緩慢恢復(fù)，密封墊距離排水管固定管口的距離逐漸減小，以致完全接觸并封堵排水管，排水管不再排水。
[0015]隨著鉆孔內(nèi)積水增多，排水管再次打開，如此往復(fù)，實(shí)現(xiàn)測(cè)壓鉆孔的連續(xù)緩慢排水。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種下向煤層瓦斯測(cè)壓鉆孔自動(dòng)排水裝置，其特征在于裝置由:排水管口自動(dòng)控制閥、導(dǎo)氣管、花管、鉆孔封孔結(jié)構(gòu)、測(cè)壓管、壓力表、壓力表后閥、三通、壓力表前閥和排水管組成。2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的排水管口自動(dòng)控制閥，其特征在于由固定管、彈性膜片、密封墊、氣腔和可調(diào)支架組成。3.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的排水管，其特征在于:排水管內(nèi)為毛細(xì)管束組，一端連接排水管口自動(dòng)控制閥的固定管，另一端至測(cè)壓鉆孔孔外。4.根據(jù)權(quán)利要求書2所述的彈性膜片，其特征在于:彈性膜片外側(cè)固定密封墊，當(dāng)彈性膜片兩側(cè)受力不等時(shí)，發(fā)生形變，控制密封墊對(duì)固定管的開閉狀態(tài)。5.根據(jù)權(quán)利要求書2所述的可調(diào)支架，其特征在于:控制和定位固定管，調(diào)節(jié)固定管管口與密封墊之間的間距。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種下向煤層瓦斯測(cè)壓鉆孔自動(dòng)排水裝置。該裝置由排水管口自動(dòng)控制閥、導(dǎo)氣管、花管、鉆孔封孔結(jié)構(gòu)、測(cè)壓管、壓力表、壓力表后閥、三通、壓力表前閥和排水管組成。其中，排水管口自動(dòng)控制閥由固定管、彈性膜片、密封墊、氣腔和可調(diào)支架組成。利用彈性膜片兩側(cè)受力不等控制排水管的開閉，利用測(cè)壓氣室與鉆孔外氣體壓力差和毛細(xì)管結(jié)構(gòu)作為排水管的排水動(dòng)力，利用毛細(xì)管的小管徑控制排水速度，整個(gè)排水過程測(cè)壓氣室與排水管外始終處于水封狀態(tài)，不發(fā)生測(cè)壓氣室氣體泄漏，從而實(shí)現(xiàn)不需外在排水動(dòng)力情況下的可靠連續(xù)緩慢排水。
【IPC分類】E21F16/00
【公開號(hào)】CN105626144
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610128409
【發(fā)明人】秦汝祥, 戴廣龍, 唐永志, 李平, 唐明云, 楊應(yīng)迪, 李堯斌, 周亮
【申請(qǐng)人】安徽理工大學(xué)
【公開日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2016年3月7日