一种直接测定煤矿井下煤层瓦斯压力的方法

摘要

本发明公开了一种直接测定煤矿井下煤层瓦斯压力的新方法，采用煤岩钻机向待测封闭煤层的围岩打大钻孔，在大钻孔外侧使用套管固定法兰盘；通过法兰盘上的三通向大钻孔中注入水泥砂浆，待水泥砂浆凝固成型后，取下法兰盘；在大钻孔中间打小钻孔作为测压钻孔，安装上法兰盘，并对小钻孔进行气密性检查；在三通上安装压力表，利用煤层瓦斯的自然渗透性原理，测定煤层瓦斯压力表达到平衡稳定的瓦斯压力；每天观测压力表的读数并进行记录，若压力表连续三天的读数变化小于0.015MPa，则观测停止，将最后一次所观测压力表地压力读数加上0.1MPa的大气压就是煤层的瓦斯压力；该方法测定煤层瓦斯压力时，测压成功率高、精确度高、安全高效。

主权项

一种直接测定煤矿井下煤层瓦斯压力的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一，采用煤岩钻机向待测封闭煤层的围岩打大钻孔，在大钻孔外侧使用套管连接固定安装有三通的法兰盘；步骤二，通过法兰盘上的三通直接向大钻孔中注入水泥砂浆，待整个大钻孔中注入的水泥砂浆凝固成型后，取下法兰盘；步骤三，在大钻孔中间打小钻孔作为测压钻孔，安装上法兰盘，并对小钻孔进行气密性检查；步骤四，在法兰盘的三通上安装压力表，利用煤层瓦斯的自然渗透性原理，测定煤层瓦斯压力表达到平衡稳定的瓦斯压力；步骤五，每天观测压力表的读数并进行记录，若压力表连续三天的读数变化小于0.015MPa，则观测停止，将最后一次所观测压力表的压力读数加上0.1MPa的大气压就是煤层的瓦斯压力；大钻孔的直径为108～125mm，小钻孔的直径为40～65mm；在大钻孔外侧连接固定法兰盘的套管的直径为108～125mm，长度为2000～3000mm；所述套管采用无缝钢管制成；法兰盘上安装的三通设置有：用于向大钻孔中注入水泥砂浆的第一阀门；用于安装压力表的第二阀门；当向大钻孔中注入水泥砂浆时，第一阀门呈开启状态，第二阀门呈关闭状态，同时第一阀门连通至注浆泵；在步骤四中，利用煤层瓦斯的自然渗透性原理，测定煤层瓦斯压力表达到平衡稳定的瓦斯压力时，第一阀门呈关闭状态，第二阀门呈开启状态，同时第一阀门连通至压力表；利用注浆泵从第一阀门往大钻孔内注浆时，注浆的压力不小于3MPa，直到钻孔注满水泥砂浆为止，水泥砂浆配有一定比例的膨胀剂，配比为水泥砂浆：膨胀剂＝10:1；在井下寻找合适测压地点，测压地点要求煤层一定要有完整围岩封闭，且避开构造带，围岩的厚度必须大于10m，同时围岩的厚度小于40m；在步骤一中，采用煤岩钻机向待测封闭煤层的围岩打大钻孔时，当钻孔围岩段揭露煤层时停止打钻，打钻采用破碎钻头，打钻完毕后清洗大钻孔；打小钻孔时，采用取芯钻，使方向与原方向相同，直到穿透煤层后并进入煤层顶板500mm，使煤层与外界相通；在步骤二中，通过法兰盘上的三通直接向大钻孔中注入水泥砂浆后，整个大钻孔中所注入水泥砂浆凝固成型的时间不小于24小时。