瓦斯壓力是煤層最基礎的瓦斯參數(shù)之一,其準確測定對于研究煤層瓦斯賦存規(guī)律、礦井瓦斯涌出量預測、瓦斯抽采效果評價、煤與瓦斯突出預測及防治等工作非常重要。由于我國煤層賦存條件復雜,準確測定其瓦斯壓力的成功率較低,一般不到30%。如何在復雜煤層賦存條件下,快速準確直接測定其瓦斯壓力成為急待解決的技術(shù)難題。本次研究將針對瓦斯壓力測定影響因素進行詳細分析,同時給出相應解決措施的內(nèi)容作為率先研究的部分,其目的是明確測壓工作中能夠?qū)y壓過程和結(jié)果產(chǎn)生影響的各個環(huán)節(jié),以此作為理論基礎,因地制宜的采取有效措施,保障整個測壓過程的順利進行。復雜煤層賦存條件在本次研究中分為三類進行論述,即松軟破碎煤層、穿多煤層涌水鉆孔和超長巖孔。針對這些復雜條件,提出選取簡易的一般型測壓裝置和復雜的復用型測壓裝置運用到實際測試中,并為了更好的達到測壓效果,對兩種裝置各自的封孔器進行改進創(chuàng)新:一般型測壓裝置選取配有空心外罩的封孔器,而復用型測壓裝置選用改進外殼添加流變層的封孔器。同時結(jié)合前期所完成的研究給出適配的封孔材料,即合適配比的SP-I型封孔材料結(jié)合聚氨酯和三相泡沫粘液�？紤]到測壓裝置和封孔材料對于鉆孔氣密性的保障能力有... 

【文章來源】：華北科技學院河北省

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

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技術(shù)路線圖

工程碩士專業(yè)學位論文18同時又能夠很好的保障鉆孔的密閉性，其原理就是通過運用封孔器形成密閉的測壓氣室，孔口和鉆孔內(nèi)部采用封孔材料進行裂隙封堵防止瓦斯逸散從而產(chǎn)生封閉性的鉆孔條件，鉆孔內(nèi)部封孔材料的送入通過高壓注入實現(xiàn)，整個原理簡稱為“兩堵一注”。2.設計說明本次一般型測壓裝置所涉及到的設備材料主要包括：通過注水后的膨脹達到封堵測壓終孔位置形成測壓氣室的作用的注水膨脹膠囊封孔器；連接膠囊并起到送至測壓點作用和可作為注漿管和返漿管使用長度2m四分鍍鋅管；通過注漿后封堵鉆孔內(nèi)裂隙和起到封堵孔口作用的封孔材料；用于連接膠囊底部接口分別作為注水線和瓦斯線的壓力管線；輔助封堵孔口材料的棉紗；在注漿管和返漿管上起到截流作用的截止閥；向孔內(nèi)注入封孔材料的注漿泵；結(jié)合測水壓壓力表使用顯示注水壓力的儲能罐；通過注水線和儲能罐向膠囊內(nèi)部注水使其膨脹的手動試壓泵；顯示水壓和進行瓦斯壓力測試的壓力表、連接管線和裝置的三通組件，示意圖見圖3-1所示。此裝置能夠滿足設計原理的要求，形成的測壓工藝簡稱為“兩堵一注”，在一般情況下能夠有效的封堵孔內(nèi)裂隙，形成氣密性較好的測壓鉆孔，能夠保障測壓結(jié)果的準確性。圖3-1一般型測壓裝置示意圖Figure3-1Schematicdiagramofgeneraltypepressuremeasuringdevice3.使用說明現(xiàn)場實際應用中，應當遵循以下步驟進行：（1）膠囊底部分別對應出口處連接注水線和瓦斯線；（2）通過連接多根2m四分鍍鋅管，將膠囊送入鉆孔內(nèi)測壓點，為防止管

3測壓裝置的研發(fā)和封孔材料的選取21應對長鉆孔測壓時的效果并不顯著，其原因在于焊接部分牢靠性有待商榷，碰內(nèi)壁后定滑輪是可以滑動以避過，但若施加垂直外力過大可能導致定滑輪破損，同時還有一部分原因在于定滑輪的輪軸容易被鉆孔內(nèi)的鉆屑卡住，導致失效。改進前的裝置和改進后的兩種裝置示意對比圖如圖3-2所示。圖3-2改進前（左）、空心外罩改進（中）和定滑輪改進（右）示意對比圖Figure3-2Schematiccomparisondiagramoftheimprovementbefore(left),hollowhousingimprovement(middle)andfixedpulleyimprovement(right)根據(jù)上述分析，相比較而言，采取改進空心外罩子彈頭狀的封孔器無論從功能和可靠性方面都優(yōu)于采用定滑輪的封孔器，所以運用改進空心外罩子彈頭狀的封孔器是解決超長巖孔測壓一般型測壓裝置存在問題的必要手段。3.3.3復用型測壓裝置的研發(fā)1.設計原理關(guān)于測壓裝置研發(fā)的必要性在上述內(nèi)容中進行了說明，即營造密閉的鉆孔條件，使鉆孔內(nèi)測壓氣室的瓦斯氣體不受到來源于自身和外部的任何影響。對于復雜的煤層賦存條件，如本次研究涉及的松軟破碎煤層和穿多煤層涌水的情況，一般型測壓裝置不能較好的起到作用，難以將整個鉆孔封閉嚴實，也不能應對較為復雜的地質(zhì)條件造成測壓過程中的相關(guān)影響，所以采取一種復用型測壓裝置，其主要原理為“兩級膠囊-粘液”聯(lián)合作用，即通過兩級膠囊的注水膨脹和膠囊間粘液的注入營造良好的測壓鉆孔條件，通過連接桿送至測壓指定位置，原理簡稱為“兩堵兩注”。在礦井現(xiàn)場的測壓工作中，此種方法的雛形已經(jīng)得到運用，但是都或多或少的存在著一些問題，本次設計的原理來源就是根據(jù)存在的缺陷對裝置進行改進和

【參考文獻】：
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