一种煤层瓦斯压力测定结构及测定方法

技术领域

本发明属于矿产开采技术领域，尤其涉及一种煤层瓦斯压力测定 结构及测定方法。

背景技术

煤层瓦斯是从煤和围岩中逸出的甲烷、二氧化碳和氮等组成的混 合气体。瓦斯是煤矿生产中的有害因素，它不仅污染空气，而且当空 气中瓦斯含量为5％～16％时，遇火会引起爆炸，造成事故。煤矿井 下瓦斯压力测定工作对瓦斯治理工作尤为重要，必须要准确测定煤层 瓦斯压力为瓦斯治理工作提供技术支撑。

在煤层顶板富水情况下，顶板水往往通过围岩裂隙进入测压钻孔 中，造成测压钻孔中充满了大量水，不能准确测定孔内瓦斯压力，造 成检测数据不准。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种煤层瓦斯压力测定结构，旨在 解决检测数据不准的问题。

本发明是这样实现的，一种煤层瓦斯压力测定结构，所述煤层瓦 斯压力测定结构包括：

测压孔，端部嵌入煤层内部，用于形成安装通道；

注浆孔，设置有若干个并以测压孔为中心呈周向分布，端部接触 煤层，内部用于填充防水材料并形成防水壁；

套管，通过填充材料固定在测压孔的内部，用于形成测压通道；

检测管，嵌套在套管的内部，且外端部并连通有测压件，内端开 设有花眼；

密封垫层，设置两个并在检测管和套管之间，且嵌套在套管内部 两端形成密封腔体；

注浆管，连通密封腔体，用于浆体注入；

返浆管，连通密封腔体，用于浆体排出；

其中，通过注浆孔内部填充防水材料形成防水壁，使测压孔处于 无水环境，通过注浆管对密封腔体注入浆体，通过测压件进行压力检 测。

在本发明实施例中，先在预设的测压孔位置周围内施工若干个注 浆孔，注浆孔内端位置位于煤层处止；

利用注浆孔注入防水材料，注入压力达到预定值时，可以有效封 堵周围围岩裂隙，避免岩层中的水进入测压孔；

待注浆孔内部防水材料凝固后，先用对测压孔进行施工到距所测 煤层处停止，形成孔壁；

在孔壁中全程下套管，并对套管和孔壁之间进行填充固定，使套 管与孔壁紧密结合，同时进一步避免岩层中的水进入测压孔中；

将检测管两端密封嵌套密封垫层后下入套管中，密封垫层位于套 管两端。套管和之间利用注浆管进行注浆加固，返浆管开始返浆且达 到注浆压力后停止注浆；通过测压件，开始测定煤层瓦斯压力。

本发明的另一目的在于提供一种煤层瓦斯压力测定方法，包括： 在预设的测压孔位置施工若干个注浆孔，注浆孔内端与煤层接触；

向注浆孔注入防水材料，形成防水壁；

测压孔施工到煤层，测压孔内下套管，并对套管和孔壁之间进行 填充固定；

检测管两端密封嵌套密封垫层后下入套管中；

通过注浆管进行注浆，返浆管返浆达到注浆压力后停止注浆；

通过测压件，开始测定煤层瓦斯压力。

在本发明的一个实例中，注浆孔设置有若干个并且周向分布在测 压孔预留位置的周围，注浆孔内部的防水材料下测压孔的周围形成防 水壁，从而避免了岩层中的水进入到测压孔的检测空间，使检测准确， 通过密封垫层形成密封空间，套管进一步形成密封控制件，二度防水， 进一步增加了无水环境，套管和密封垫层配合形成闭合的密封空间， 通过检测管端部的花眼从而便于对煤层的检测，检测方便快捷。测压 孔和注浆孔可以是电钻钻孔，从而使测压孔形成方便快捷。

本发明优点：结构简单，检测方便，操作便捷，检测准确性好。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种煤层瓦斯压力测定结构的平面 结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种煤层瓦斯压力测定结构的剖视 结构示意图；

附图中：测压孔1，注浆孔2，测压孔孔壁3，铁套管4，水泥5， 外层聚氨酯6-1，内层聚氨酯6-2，注浆管7，返浆管8，镀锌钢管9， 闸阀10，测压表11，煤层12。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合 附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描 述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。

如图1-2所示，为本发明实施例提供的一种煤层瓦斯压力测定结 构的结构图，包括：

测压孔1，端部嵌入煤层12内部，用于形成安装通道；

注浆孔2，设置有若干个并以测压孔1为中心呈周向分布，端部 接触煤层12，内部用于填充防水材料并形成防水壁；

套管，通过填充材料固定在测压孔1的内部，用于形成测压通道；

检测管，嵌套在套管的内部，且外端部并连通有测压件，内端开 设有花眼；

密封垫层，设置两个并在检测管和套管之间，且嵌套在套管内部 两端形成密封腔体；

注浆管7，连通密封腔体，用于浆体注入；

返浆管8，连通密封腔体，用于浆体排出；

其中，通过注浆孔2内部填充防水材料形成防水壁，使测压孔1 处于无水环境，通过注浆管7对密封腔体注入浆体，通过测压件进行 压力检测。

在本发明实施例中，先在预设的测压孔1位置周围内施工若干个 注浆孔2，注浆孔2内端位置位于煤层12处止；

利用注浆孔2注入防水材料，注入压力达到预定值时，可以有效 封堵1周围围岩裂隙，避免岩层中的水进入测压孔1；

待注浆孔2内部防水材料凝固后，先用对测压孔1进行施工到距 所测煤层12处停止，形成孔壁3；

在孔壁3中全程下套管，并对套管和孔壁3之间进行填充固定， 使套管与孔壁3紧密结合，同时进一步避免岩层中的水进入测压孔1 中；

将检测管两端密封嵌套密封垫层后下入套管中，密封垫层位于套 管两端。套管和9之间利用注浆管7进行注浆加固，返浆管8开始返 浆且达到注浆压力后停止注浆；通过测压件，开始测定煤层12瓦斯 压力。

在本发明的一个实例中，注浆孔2设置有若干个并且周向分布在 测压孔1预留位置的周围，注浆孔2内部的防水材料下测压孔1的周 围形成防水壁，从而避免了岩层中的水进入到测压孔1的检测空间， 使检测准确，通过密封垫层形成密封空间，套管进一步形成密封控制 件，二度防水，进一步增加了无水环境，套管和密封垫层配合形成闭 合的密封空间，通过检测管端部的花眼从而便于对煤层12的检测， 检测方便快捷。测压孔1和注浆孔2可以是电钻钻孔，从而使测压孔 1形成方便快捷，检测管可以是镀锌钢管9、塑料管等，测压件可以 是压力表11、压力感应器等，检测管上可以设置有闸阀10，通过闸 阀10控制测压件的检测，是测压件在不检测时处于不检测状态，便 于保证测压件的灵敏性。套管可以是铁套管4、钢管、塑料管、铝管 等。

作为本发明的一种优选实施例，测压孔1的孔径为133-160mm， 从而便于使用Ф153mm或Ф133mm钻头进行施工，打孔方便快捷。 其中套管的直径为100-120mm其中以Ф108mm铁套管为宜，为常规 部件。便于降低测试成本。

作为本发明的一种优选实施例，套管和孔壁3之间的填充材料为 水泥、聚合物高分子材料、丙烯酸类材料5，通过水泥5进行填充固 定，固定稳定性好，填充成本低，同时具有一定的隔水能力，增加了 测压孔1的无水环境。

作为本发明的一种优选实施例，考虑到注浆孔2内部的防水材料 的隔离效果和施加成本，注浆孔2可以设置3-6个，从而形成一个筒 型的防水壁，具体的数量可以根据岩层的数量进行设计，岩层孔隙率 大的注浆孔2的数量相对增加，岩层孔隙率小的注浆孔2的数量相对 减小。其中，注浆孔2的数量以4个为宜，形成的防水壁防水效果好 有最大的节约成本。

作为本发明的一种优选实施例，密封垫层为聚氨酯、泡沫板材料 制成，防水性能好、质量轻成本低，便于施工的控制。密封垫层包括 外层聚氨酯6-1和内层聚氨酯6-2，内层聚氨酯6-2与煤层12接触， 从而密封。

作为本发明的一种优选实施例，注浆孔2的孔径为90-100mm， 通过对注浆孔2内部填充防水材料，防水材料通过岩层空隙向岩层内 部扩散，从而将水流动的空隙填充，注浆孔2的数量越大，与岩层的 接触面积越大，形成的防水壁越厚，但是测压孔1的检测空间聚会越 不稳定。

作为本发明的另一种优选实施例，注浆孔2与测压孔1之间的间 距为0.8-1.2m，，从而便于形成防水壁，提供了足够的检测空间，同 时避免了防水壁空间过大造成施工成本增加。其中以1m为宜。

如图2所示，本发明实施例还提供的一种煤层瓦斯压力测定方法，包括： 先在预设的测压孔1位置施工若干个注浆孔2，注浆孔2内端位置位于煤层 12处止；

利用注浆孔2注入防水材料，注入压力达到预定值时，可以有效 封堵1周围围岩裂隙，避免岩层中的水进入测压孔1；

待注浆孔2内部防水材料凝固后，先用对测压孔1进行施工到距 所测煤层12处停止，形成孔壁3；

在孔壁3中全程下套管，并对套管和孔壁3之间进行填充固定， 使套管与孔壁3紧密结合，同时进一步避免岩层中的水进入测压孔1 中；

将检测管两端密封嵌套密封垫层后下入套管中，密封垫层位于套 管两端。套管和9之间利用注浆管7进行注浆加固，返浆管8开始返 浆且达到注浆压力后停止注浆；通过测压件，开始测定煤层12瓦斯 压力。

作为本发明的一种优选实施例，注浆孔2和/或套管内部的注入 压力预定值为3-5MPa，其中以4MPa为最优，从而便于压力的检测。

本发明上述实施例中提供了一种煤层瓦斯压力测定结构，并基于 该煤层瓦斯压力测定结构提供了一种煤层瓦斯压力测定方法，注浆孔 2设置有若干个并且周向分布在测压孔1预留位置的周围，注浆孔2 内部的防水材料下测压孔1的周围形成防水壁，从而避免了岩层中的 水进入到测压孔1的检测空间，使检测准确，通过密封垫层形成密封 空间，套管进一步形成密封控制件，二度防水，进一步增加了无水环 境，套管和密封垫层配合形成闭合的密封空间，通过检测管端部的花 眼从而便于对煤层12的检测，检测方便快捷。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在 本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应 包含在本发明的保护范围之内。