一種下向煤層瓦斯測壓鉆孔自動排水裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及礦井瓦斯防治技術領域，適用于煤礦井下下向測壓鉆孔排水方面。
【背景技術】
[0002]瓦斯壓力是衡量煤層瓦斯賦存情況的重要參數，也是煤礦生產過程中必須掌握的基礎參數之一。現場測試是獲取瓦斯壓力的基本方法，當測壓鉆孔內含水時，會導致測壓結果不準確，下向測壓鉆孔由于難以獲知測壓氣室內水量情況和測壓管內是否含有水柱，往往導致實測壓力誤差大，甚至測壓失敗。下向測壓鉆孔消除水影響的主要方法是，用抽水裝置抽除鉆孔內積水，但抽采時機的控制較為關鍵，一旦誤排測壓氣室內的氣體，會導致測壓過程延長，甚至測壓失敗。如何實現既能消除測壓鉆孔內積水的影響，又不影響測壓進程和測壓結果，是下向測壓鉆孔成功測壓的關鍵，也是困擾煤礦安全生產技術與管理人員的主要難題。

【發明內容】

[0003]為實現下向煤層瓦斯測壓鉆孔自動排水，本發明提出一種下向煤層瓦斯測壓鉆孔自動排水裝置。
[0004]該裝置結構如圖1所示，由排水管口自動控制閥1、導氣管2、花管3、鉆孔封孔結構
4、測壓管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]裝置結構中，根據導氣管長度、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]測壓鉆孔內沒有積水時，排水管口自動控制閥的彈性膜片處于初始狀態，密封墊與固定管口緊密接觸，封堵固定管口，排水管處于關閉狀態。當鉆孔壁發生滲水，水在測壓氣室內逐漸積聚，液面升高，并將排水管口自動控制閥淹沒水下時，彈性膜片內外兩側受力發生變化，外側壓力逐漸大于內側氣腔氣體壓力，并導致膜片逐漸內凹，密封墊慢慢脫離排水管的固定管口，鉆孔內積水進入排水管，在排水管內毛細管束組的毛細作用和測壓氣室內外的氣壓差作用下，積水經排水管逐漸排至鉆孔外。隨著氣室內積水的慢慢排出，排水管口自動控制閥距離鉆孔內積水液面的高差減小，彈性膜片外側作用力減小，彈性膜片緩慢恢復，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。隨著鉆孔內積水增多，排水管再次打開，如此往復，實現測壓鉆孔的連續緩慢排水。整個排水過程中，測壓氣室與排水管外始終處于水封狀態，不會發生測壓氣室氣體泄漏。
[0007]本發明利用彈性膜片兩側受力不等控制排水管的開閉，利用氣體壓力差和毛細管對水的毛細現象作為排水管的排水動力，利用毛細管的小管徑控制排水速度，原理簡單，可靠性高，且不需外在排水動力即可實現連續排水。
【附圖說明】
[0008]圖1為一種下向煤層瓦斯測壓鉆孔自動排水裝置。
[0009]圖中標號:i一排水管口自動控制閥、2一導氣管、3一花管、4一鉆孔封孔結構、5一測壓管、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—可調支架。
【具體實施方式】
[0010]如圖1所示，一種下向煤層瓦斯測壓鉆孔自動排水裝置包括排水管口自動控制閥、導氣管、花管、鉆孔封孔結構、測壓管、壓力表、壓力表后閥、三通、壓力表前閥和排水管。其中，排水管口自動控制閥由固定管、彈性膜片、密封墊、氣腔和可調支架組成。
[0011 ]下向測壓鉆孔成孔時，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]根據導氣管長度、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，安裝測壓鉆孔自動排水裝置。
[0013]測壓鉆孔內沒有積水時，彈性膜片處于初始狀態，密封墊與固定管口緊密接觸，封堵固定管口，排水管處于關閉狀態。當鉆孔壁發生滲水時，水在測壓氣室內逐漸積聚，液面升高，并將排水管口自動控制閥淹沒水下時，彈性膜片內外兩側受力發生變化，外側壓力逐漸大于內側氣腔氣體壓力，并導致膜片逐漸內凹，密封墊慢慢脫離排水管的固定管口，鉆孔內積水進入排水管，在排水管內毛細管束組的毛細作用和測壓氣室內外的氣壓差作用下，積水經排水管逐漸排至鉆孔外。
[0014]隨著氣室內積水的慢慢排出，排水管口自動控制閥距離鉆孔內積水液面的高差減小，彈性膜片外側作用力減小，彈性膜片緩慢恢復，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]隨著鉆孔內積水增多，排水管再次打開，如此往復，實現測壓鉆孔的連續緩慢排水。
【主權項】
1.一種下向煤層瓦斯測壓鉆孔自動排水裝置，其特征在于裝置由:排水管口自動控制閥、導氣管、花管、鉆孔封孔結構、測壓管、壓力表、壓力表后閥、三通、壓力表前閥和排水管組成。2.根據權利要求書I所述的排水管口自動控制閥，其特征在于由固定管、彈性膜片、密封墊、氣腔和可調支架組成。3.根據權利要求書I所述的排水管，其特征在于:排水管內為毛細管束組，一端連接排水管口自動控制閥的固定管，另一端至測壓鉆孔孔外。4.根據權利要求書2所述的彈性膜片，其特征在于:彈性膜片外側固定密封墊，當彈性膜片兩側受力不等時，發生形變，控制密封墊對固定管的開閉狀態。5.根據權利要求書2所述的可調支架，其特征在于:控制和定位固定管，調節固定管管口與密封墊之間的間距。
【專利摘要】本發明公開一種下向煤層瓦斯測壓鉆孔自動排水裝置。該裝置由排水管口自動控制閥、導氣管、花管、鉆孔封孔結構、測壓管、壓力表、壓力表后閥、三通、壓力表前閥和排水管組成。其中，排水管口自動控制閥由固定管、彈性膜片、密封墊、氣腔和可調支架組成。利用彈性膜片兩側受力不等控制排水管的開閉，利用測壓氣室與鉆孔外氣體壓力差和毛細管結構作為排水管的排水動力，利用毛細管的小管徑控制排水速度，整個排水過程測壓氣室與排水管外始終處于水封狀態，不發生測壓氣室氣體泄漏，從而實現不需外在排水動力情況下的可靠連續緩慢排水。
【IPC分類】E21F16/00
【公開號】CN105626144
【申請號】CN201610128409
【發明人】秦汝祥, 戴廣龍, 唐永志, 李平, 唐明云, 楊應迪, 李堯斌, 周亮
【申請人】安徽理工大學
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2016年3月7日