裂隙岩层中煤层瓦斯压力测定结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及煤炭瓦斯压力测定技术领域，具体涉及一种裂隙岩层中煤层瓦斯压力测定结构。
【背景技术】
[0002]煤层瓦斯压力是评价一块煤层是否具有突出危险性的一个重要指标，但煤层瓦斯压力受不同的测定方法以及不同的地质条件影响，真实的煤层瓦斯压力很难得到有效的测定。利用穿层钻孔测定煤层瓦斯压力时，若岩层裂隙发育或封孔工艺落后，在实际测定中很容易导致钻孔内瓦斯大量溢出，这是造成压力显现失真的主要原因。
[0003]煤层瓦斯压力测定根据封孔方式的不同可分为主动测压法和被动测压法，主动测压法主要是将乳化液打入仪器的测压胶囊使其膨胀，从而达到封堵钻孔的目的，通过一段时间(一般为5 d?15 d)观察，利用孔口安装的压力表可以读出煤层瓦斯压力的具体数值，但该种方法只适应无复杂地质构造且岩石致密的地点，对于裂隙发育的岩层并不适用。被动测压法常用有两种，分别为:a、采用合成树脂封孔，即利用钻机施工一等直径的测压钻孔，在钻孔内插入测压管，利用合成树脂充填测压钻孔，但因膨胀后的合成树脂内部孔隙大，不能起到密闭高压瓦斯气体的作用，因此不易推广应用。b、采用合成树脂配合注浆封孔，即利用钻机施工一等直径的钻孔，在钻孔内插入测压管，利用膨胀后的合成树脂封堵钻孔岩石段两端，使钻孔中部形成一个密闭腔，然后采用注浆的方式将该密闭腔填满，通过一段时间观察，利用孔口安装的压力表可读出煤层瓦斯压力的具体数值。该种方法虽然能起到一定的效果，但钻孔承压效果差，不利于高压注浆，受钻孔内煤、岩粉等杂物影响，容易造成凝固后的浆体与钻孔孔壁之间产生离合面，再加上岩壁裂隙的影响，高压瓦斯依然有从钻孔内溢出现象，因此该种方法也不适合在裂隙岩层中测定。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是通过向钻孔内岩石段高压注浆，使岩石裂隙彻底的封堵严密，杜绝瓦斯沿岩石面裂隙向外溢出的可能，从而达到彻底封堵钻孔最终测出真实的煤层瓦斯压力。
[0005]本实用新型的目的可通过以下方式来实现:裂隙岩层中煤层瓦斯压力测定结构，包括从岩壁深入煤层的钻孔，形成岩壁钻孔和煤钻孔，以及测压管即压力表，所述岩壁钻孔包括直径为dl深度为a的外岩壁钻孔和直径为d2深度为b的内岩壁钻孔，其中dl > d2，a<b ;在外岩钻孔内套装有直径为d3的管口管，其中dl > d3，d3多d2 ;外岩钻孔与孔口管之间形成的环形夹层内为注浆体一；孔口管与内岩钻孔中为注浆体二 ；桨块二的中心套装有深入煤层的测压管，测压管内端设置有止浆带。在所述内岩钻孔的两端还设置有合成树脂块，测压管位于合成树脂块中心；所述合成树脂块之间的间隙中有注浆体三。所述测压管的内端侧壁设置有多个集气孔形成集气管。还安装有连通于两合成树脂块之间的导气管。
[0006]本实用新型与现有技术相比有如下优点:
[0007]1、本实用新型中的多种钻孔和多层注浆体，确保封孔严密，达到了彻底封堵岩石周边裂隙，增强封孔质量，隔绝孔内瓦斯的作用。适用性强，不论地质条件多么复杂均可采用。
[0008]2、外岩钻孔和内岩钻孔两种不同孔径，结合孔口管的设计，可以确保凝固后的浆体与钻孔孔壁之间不会产生离合面，避免上岩壁裂隙问题，有效防止高压瓦斯从钻孔内溢出现象，该种方法尤其适合在裂隙岩层中测定。
【附图说明】
[0009]附图1为本实用新型方法的测压封孔示意图。
[0010]图中序号:1、煤层；2、集气管；3、止浆带；4、合成树脂；5a、注浆体一；5b、注浆体二 ；5c、注浆体三;6、133mm孔径；7、孔口管；8、导气管;9、测压管;10、压力表;11、注浆管；12、岩壁。
【具体实施方式】
[0011]本实用新型将结合附图做进一步描述。
[0012]如附图1所示，裂隙岩层中煤层瓦斯压力测定结构，包括从岩壁深入煤层的钻孔，形成岩壁钻孔和煤钻孔。其中，岩壁钻孔包括直径为133mm深度为6m的外岩壁钻孔和直径为89mm深度不小于15m的内岩壁钻孔。
[0013]在外岩钻孔内套装有长度为6m直径为108mm的管口管。外岩钻孔与孔口管之间形成的环形夹层内为注浆体一；孔口管与内岩钻孔中为注浆体二 ；桨块二的中心套装有深入煤层的测压管，测压管内端设置有止浆带。在所述内岩钻孔的两端还设置有合成树脂块，测压管位于合成树脂块中心；所述合成树脂块之间的间隙中有注浆体三。
[0014]实现以上裂隙岩层中煤层瓦斯压力测定结构的方法为:(1)穿层测压钻孔开孔采用直径为133mm的钻头钻进6m ; (2)在钻孔中插入6m长直径为108mm的孔口管7，封堵孔口管7周边后使用水泥浆注满孔口管7外侧空隙固管；(3)凝固48h后向孔口管7内注水进行耐压试验，试验压力不小于6MPa，稳定1min不漏水为合格，否则重新注浆；(4)固管合格后采用直径为89_的钻头沿孔口管7扫孔钻进至煤层底板(下行孔钻进至煤层顶板)泥岩处停止施工(岩孔长度不小于15m)，然后对该钻孔进行二次注浆，二次注浆压力不小于4MPa，稳定1min无异常后停止，凝固48h ;(5)再次沿孔口管7扫孔钻进，钻孔见煤后(可利用直径为73_的取芯钻杆取煤样)继续向煤层I钻进直至穿过煤层I形成煤钻孔，煤钻孔底部距离煤层顶板(或底板)0.5m，钻孔施工结束；(6)向钻孔内插入略短于钻孔深度首端安装有集气管的测压管，利用膨胀后的合成树脂配合止浆带封堵钻孔岩石段的两端，使钻孔中间部分形成一个密闭腔；还安装有连通于所述封闭腔中的导气管8 ; (7)向密闭腔内注浆，注浆时压力控制在2?3MPa，注浆结束后观察30min，若无异常则说明注浆成功，在测压管上安装压力表，观察20?30d，并做好记录。
【主权项】
1.一种裂隙岩层中煤层瓦斯压力测定结构，包括从岩壁深入煤层的钻孔，形成岩壁钻孔和煤钻孔，以及测压管即压力表，其特征是:所述岩壁钻孔包括直径为dl深度为a的外岩壁钻孔和直径为d2深度为b的内岩壁钻孔，其中dl > d2，a < b ;在外岩钻孔内套装有直径为d3的管口管，其中dl > d3，d3 ^ d2 ;外岩钻孔与孔口管之间形成的环形夹层内为注浆体一；孔口管与内岩钻孔中为注浆体二 ；桨块二的中心套装有深入煤层的测压管，测压管内端设置有止浆带。
2.根据权利要求1所述的裂隙岩层中煤层瓦斯压力测定结构，其特征是:在所述内岩钻孔的两端还设置有合成树脂块，测压管位于合成树脂块中心；所述合成树脂块之间的间隙中有注浆体三。
3.根据权利要求1所述的裂隙岩层中煤层瓦斯压力测定结构，其特征是:所述测压管的内端侧壁设置有多个集气孔形成集气管。
4.根据权利要求1所述的裂隙岩层中煤层瓦斯压力测定结构，其特征是:还安装有连通于两合成树脂块之间的导气管。
【专利摘要】本实用新型公开了一种裂隙岩层中煤层瓦斯压力测定结构，包括从岩壁深入煤层的钻孔，形成岩壁钻孔和煤钻孔，岩壁钻孔包括直径为d1深度为a的外岩壁钻孔和直径为d2深度为b的内岩壁钻孔，其中d1＞d2，a＜b；在外岩钻孔内套装有直径为d3的管口管，其中d1＞d3，d3≥d2；外岩钻孔与孔口管之间形成的环形夹层内为注浆体一；孔口管与内岩钻孔中为注浆体二；桨块二的中心套装有深入煤层的测压管，测压管内端设置有止浆带。本实用新型采用多种钻孔和多层注浆体，封孔严密，达到了彻底封堵岩石周边裂隙，增强封孔质量，隔绝孔内瓦斯的作用。适用性强，不论地质条件多么复杂均可采用。
【IPC分类】E21B47-06
【公开号】CN204436370
【申请号】CN201420825049
【发明人】白克新, 陈宇, 罗元, 魏永建, 唐元参
【申请人】永城煤电控股集团有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2014年12月24日