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专利号: 2019112832618
申请人: 华北科技学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种基于流量法测定煤层瓦斯含量的测定方法,其特征在于:该测定方法包括测定煤层瓦斯含量的装置,装置包括钻机(1)、钻杆(2)、钻头(3)、压风连接器(4)、护壁钢管(5)和综合测定套管(6),所述的钻机(1)为市售的ZDY3200S液压钻机,钻机支架(7)固定设置有地面上,钻机推进器(8)装设在钻机支架(7)上端的钻机推进器滑道(9)内,钻机夹持器(10)固定设置在钻机支架(7)上端面上,其特征是所述的钻头(3)的中间设置有压风口(11),钻头(3)固定装设有钻杆(2)前端,钻杆(2)为多个可相互螺纹拆装连接的套管,钻杆(2)的中间设置有压风通道(12),钻机推进器(8)和钻机夹持器(10)分别套装在钻杆(2)上,所述的压风连接器(4)为市售的矿用坑道钻机水辨轴,压风连接器(4)装设在钻杆(2)的后端,压风连接器(4)的进风口与井下压风管路(13)连接,在井下压风管路(13)上装设有流量计(14),所述的护壁钢管(5)插设在煤层钻孔(15)内,在护壁钢管(5)与煤层钻孔(15)内之间固定设置有聚氨脂层(16),所述的综合测定套管(6)套装在护壁钢管(5)后部,综合测定套管(6)后端中间设计有钻杆插孔(17),在综合测定套管(6)内壁上固定设置有甲烷深度传感器(18),综合测定套管(6)外壁上端装设有数据存储器(19),在综合测定套管(6)后部下端开设有排渣口(20),在排渣口(20)上固定设置有煤样罐(21),钻杆(2)前端的钻头(3)穿过综合测定套管(6)后端的钻杆插孔(17)后插设在煤层钻孔(15)内;

测定方法实施依次包括以下步骤:

步骤1:在煤矿井下新鲜的采掘工作面采用Φ150钻头与Φ63钻杆连接,在巷道煤壁施工一直径Φ150煤层钻孔(15),煤层钻孔(15)深度为1.5m‑2m;

步骤2:煤层钻孔(15)成孔后,在深度为1.5m‑2m钻孔内送入长度为等长的Φ108护壁钢管(5),煤层钻孔(15)与护壁钢管(5)周围采用聚氨脂层(16)进行封孔加固;

步骤3:护壁钢管(5)加固后,钻机(1)采用Φ94钻头(3)与Φ63钻杆(2)连接,穿过综合测定套管(6)后端的钻杆插孔(17)继续在原煤层钻孔(15)上钻进,在钻进过程中钻杆(2)需加长时停止钻机推进器(8)推进及转动,通过液压操作台控制钻机夹持器(10)夹紧钻杆(2),然后将钻杆(2)后端压风连接器(4)卸下,在钻杆(2)后端连接一根新钻杆(2),在将压风连接器(4)固定装设在新连接的钻杆(2)后端,随后通过液压操作台打开钻机夹持器(10),操作钻机推进器(8)向煤层内继续钻进,在钻头(3)钻进同时利用压风将钻孔内煤渣进行清理;

步骤4:启动钻机(1)驱动钻杆(2)钻进时,装设在井下压风管路(13)上装设的流量计(14)读取流量计数值,记录钻杆(2)内压风风量;钻进至需要取样位置时,甲烷深度传感器(18)开始连续记录钻孔内排出的压风风流瓦斯浓度,数据存储器(19)主要测定瓦斯浓度,对甲烷深度传感器(18)检测的数据进行读取,并连续记录;

步骤5:通过步骤4测量的风量及瓦斯浓度即可通过公式W解吸=Q*C,Q—压风风量,C—瓦斯浓度,计算出钻进1m距离煤屑瓦斯解吸量,同时可根据钻进的钻孔直径及煤的视密度计算煤屑重量,即可计算出这段时间内煤的解吸量/吨煤;

步骤6:步骤5钻进过程中随风流排出钻孔的煤屑利用煤样罐(21)进行接取,煤样罐(21)可罐煤屑500g,接入煤样罐(21)的煤屑采用瓦斯解吸仪在煤矿井解吸瓦斯,并记录解吸量,然后将此煤样罐(21)送到实验室进行残存瓦斯解吸,步骤4、5、6共计算及记录三部分瓦斯解吸量,此三部分瓦斯解吸量相加即可算出吨煤瓦斯含量。