YFZ型封孔质量检测仪

抽采钻孔封孔质量检测方法和装置焦作市美格安矿业科技有限公司河南理工大学魏风清2014年2月汇报内容一、抽采钻孔漏气通道和位置二、抽采钻孔封孔质量检测方法三、YFZ30型抽采钻孔封孔质量检测仪四、现场应用实例五、前景展望一、抽采钻孔漏气通道和位置抽采钻孔封孔方法（1）聚氨酯“两堵一注”（2）囊袋“两堵一注”

聚氨酯“两堵一注”全程注浆封孔工艺示意图(抽采管为整根PE管)聚氨酯“两堵一注”全程注浆封孔工艺示意图（抽采管为PVC管对接）囊袋“两堵一注”全程注浆封孔工艺示意图一、抽采钻孔漏气通道和位置抽采钻孔漏气通道（1）封孔管漏气（2）封孔材料漏气（3）封孔段-钻孔壁之间的空隙漏气（4）钻孔松动圈漏气（5）煤体裂隙漏气（6）钻孔深部邻近钻孔互通漏气一、抽采钻孔漏气通道和位置抽采钻孔漏气通道（1）封孔管漏气①封孔管强度不足、管壁破裂漏气②封孔管连接不严不紧、接口处漏气1-瓦斯气流；2-抽采管；3-封孔材料；4-管壁破裂处；5-空气流抽采钻孔封孔管漏气示意图一、抽采钻孔漏气通道和位置抽采钻孔漏气通道（2）封孔材料漏气①封孔段长度不足、不能抵抗长期负压抽放②封孔段空隙发育、致密性不足、不能抵抗负压抽放1-瓦斯气流；2-混合气流；3-抽采管；4-空气流；5-封孔材料抽采钻孔封孔材料漏气示意图一、抽采钻孔漏气通道和位置抽采钻孔漏气通道（3）封孔段-钻孔壁之间的空隙漏气①封孔材料充填不实，封孔段-钻孔壁之间形成空隙②封孔材料后期收缩，封孔段-钻孔壁之间形成空隙1-瓦斯气流；2-混合气流；3-抽采管；4-封孔材料-钻孔间隙；5-封孔材料；6-空气流抽采钻孔封孔段-钻孔壁之间的空隙漏气示意图一、抽抽采钻钻孔漏漏气通通道和和位置置抽采钻钻孔漏漏气通通道（4）钻孔孔松动动圈漏漏气①封孔孔材料料未充充满填填实钻钻孔周周围的的松动动圈形形成漏漏气1-瓦斯气气流；；2-钻孔周周围松松动圈圈；3-混合气气流；；4-空气流流；5-抽采管管；6-封孔材材料抽采钻钻孔松松动圈圈漏气气示意意图一、抽抽采钻钻孔漏漏气通通道和和位置置抽采钻钻孔漏漏气通通道（5）煤体体裂隙隙漏气气①封孔孔深度度不足足，未未进入入实体体煤区区域②抽放放负压压高、、时间间长，，封孔孔深度度不足足以抵抵抗负负压运运移影影响区区的作作用1-瓦斯气气流；；2-混合气气流；；3-空气流流；4-抽采管管；5-封孔段段；抽采钻钻孔孔周围围实体体煤裂裂隙漏漏气示示意图图一、抽抽采钻钻孔漏漏气通通道和和位置置抽采钻钻孔漏漏气通通道（6）钻孔孔深部部邻近近钻孔孔互通通漏气气①钻孔孔交叉叉影响响，一一个钻钻孔漏漏气引引起连连锁反反应1-瓦斯气气流；；2-空气流流；3-抽采管管；4-封孔段段；5-混合气气流邻近钻钻孔互互通漏漏气示示意图图一、抽抽采钻钻孔漏漏气通通道和和位置置1-瓦斯气气流；；2-空气流流；3-混合气气流；；4-封孔段段顺层钻钻孔与与底板板巷钻钻孔互互通漏漏气示示意图图一、抽抽采钻钻孔漏漏气通通道和和位置置抽采钻钻孔漏漏气位位置根据目目前的的注浆浆封孔孔方法法和封封孔工工艺，，结合合孔内内瓦斯斯流动动分布布规律律和漏漏气通通道，，可将将抽采采钻孔孔漏气气位置置划分分为4个漏气气点（（或漏漏气区区域））。①封孔孔管内内漏气通通道：：封孔孔管漏漏气、、封孔孔材料料漏气气②封孔孔管瓦瓦斯入入口处处漏气通通道：：封孔孔材料料漏气气、封封孔段段-钻孔壁壁之间间的空空隙漏漏气、、钻孔孔松动动圈漏漏气、、煤体体裂隙隙漏气气③钻孔孔内距距离封封孔管管瓦斯斯入口口处0.5~1.0m漏气通通道：：煤体体裂隙隙漏气气④钻孔孔深部部漏气通通道：：钻孔深深部邻邻近钻钻孔互互通漏漏气1-钻孔深深部漏漏气通通道；；2-钻孔内内距离离封孔孔管瓦瓦斯入入口0.5~1.0m处漏气气通道道；3、4、5、6-封孔管管瓦斯斯入口口处漏漏气通通道；7-封孔管管内漏漏气通通道顺层抽抽采钻钻孔漏漏气位位置示示意图图检测原原理（1）在钻钻孔密密封严严密不不漏气气的情情况下下，在在抽采采负压压作用用下，，抽采采钻孔孔内瓦瓦斯浓浓度沿沿孔深深的分分布基基本稳稳定一一致；；（2）如果果钻孔孔密封封质量量差、、钻孔孔内部部某一一位置置漏气气，在在抽采采负压压作用用下，，抽采采钻孔孔内瓦瓦斯浓浓度的的分布布将出出现突突变，，在孔孔口至至漏气气位置置瓦斯斯浓度度急剧剧降低低，而而漏气气位置置至孔孔底区区域瓦瓦斯浓浓度较较高；；（3）在抽抽采钻钻孔正正常抽抽采状状态下下，借借助于于一定定的装装置和和方法法，通通过测测定抽抽采钻钻孔内内不同同深度度的瓦瓦斯浓浓度和和瓦斯斯流量量，分分析瓦瓦斯浓浓度和和漏气气量沿沿孔深深的分分布变变化规规律，，判定定抽采采钻孔孔的密密封质质量和和漏气气位置置。二、抽抽采钻钻孔封封孔质质量检检测方方法测点布布置二、抽抽采钻钻孔封封孔质质量检检测方方法封孔质质量检检测测测点布布置与与系统统连接接示意意图数据处处理测试参参数（1）抽采采钻孔孔混合合瓦斯斯流量量Qc（2）C1、C2、C3、C4点的瓦瓦斯浓浓度C1、C2、C3、C4和负压压计算参参数（1）C1~C2测点间间的漏漏气量量、漏漏气率率（2）C2~C3测点间间的漏漏气量量、漏漏气率率（3）C3~C4测点间间的漏漏气量量、漏漏气率率二、抽抽采钻钻孔封封孔质质量检检测方方法（1）C1~C2测点间间的漏漏气量量、漏漏气率率（2）C2~C3测点间间的漏漏气量量、漏漏气率率（3）C3~C4测点间间的漏漏气量量、漏漏气率率二、抽抽采钻钻孔封封孔质质量检检测方方法判定准准则根据瓦瓦斯浓浓度测测量和和漏气气量比比例结结果，，综合合分析析判定定抽采采钻孔孔的密密封质质量和和漏气气位置置：①若特特征点点C1的瓦斯斯浓度度明显显低于于特征征点C2，则表表明由由钻孔孔封孔孔管向向钻孔孔内漏漏气；；②若特征征点C2的瓦斯浓浓度明显显低于特特征点C3，则表明明由封孔孔密封段段向钻孔孔内漏气气，密封封质量差差；③若特征征点C3的瓦斯浓浓度明显显低于特特征点C4，则表明明煤体或或岩体向向钻孔内内漏气，，存在裂裂隙带漏漏气通道道，封孔孔深度不不足；④若特征征点C4的瓦斯浓浓度明显显偏小，，则表明明抽采钻钻孔的深深部存在在漏气通通道或原原始瓦斯斯浓度偏偏低。二、抽采采钻孔封封孔质量量检测方方法判定准则则当满足下下列条件件时，孔孔内漏气气量是容容许的：：当不满足足上式时时，采取取方案提提高后续续钻孔的的密封质质量。（1）为了减减小漏气气量ΔQ1-2，应提高高封孔管管的强度度和连接接密封性性；（2）为了减减小漏气气量ΔQ2-3，应提高高钻孔密密封质量量或改变变钻孔密密封方法法。（3）为了减减小漏气气量ΔQ3-4，应增大大钻孔密密封长度度。二、抽采采钻孔封封孔质量量检测方方法抽放钻孔孔单位容容许漏气气量瓦斯涌出源，钻孔类型开采层：隔离式钻孔顺层钻孔0.160.0140.060.005下部被采动的煤层：井下钻孔垂直钻孔0.55140.25上部被采动的煤层：向上部被采动的煤层施工钻孔沿上部被采动的煤层施工钻孔0.0280.0140.010.005采空区：向冒落拱上方施工钻孔垂直钻孔0.55280.210备注：在在井巷开开始影响响钻孔之之前，所所有类型型钻孔的的允许漏漏气量取取0.005产品用途途（1）YFZ30型抽采钻钻孔封孔孔质量检检测仪主主要是在在抽采状状态下测测量抽采采钻孔内内瓦斯浓浓度和负负压沿孔孔深的分分布情况况，判定定抽采钻钻孔的封封孔质量量和漏气气位置，，以便改改进封孔孔方式和和封孔参参数，提提高抽采采效果。。（2）本产品品亦可用用于测定定钻孔瓦瓦斯运移移规律，，确定合合理预抽抽期。三、YFZ30型抽采钻钻孔封孔孔质量检检测仪产品特点点（1）本产品品在抽采采钻孔正正常抽采采状态下下，可定定点测量量抽采钻钻孔内不不同深度度的瓦斯斯浓度和和负压。。（2）本产品品可准确确判定抽抽采钻孔孔的封孔孔质量和和漏气位位置，为为改进封封孔方式式和保证证封孔质质量、提提高抽采采效果提提供准确确依据。。（3）本产品品采用高高负压引引射器进进行气样样采集，，方便快快捷、安安全高效效。（4）本产品品依据抽抽采钻孔孔内瓦斯斯分布和和流动原原理制造造而成，，测试结结果准确确。三、YFZ30型抽采钻钻孔封孔孔质量检检测仪三、YFZ30型抽采钻钻孔封孔孔质量检检测仪工作环境境与技术术参数工作环境境（1）工作温温度：（（5~40）℃（2）平均相相对湿度度：≤95%（25℃）（3）钻孔负负压：≤≤50KPa技术参数数供气压力0.3~0.7MPa工作负压≤60KPa负压表精度2.5级最大检测深度30m总重量（含探测管）22Kg仪器尺寸（长×宽×高）650×190×175mm仪器组成成（1）检测仪仪主要由由主机、、连接管管、探测测管、过过滤器、、三通、、密封装装置等组组成。（2）主机由由负压引引射器、、集气室室、排气气活塞、、采样检检测转换换阀、孔孔内负压压检测旋旋钮、负负压表、、采样接接口、压压风开关关、压风风接口等等组成。。三、YFZ30型抽采钻钻孔封孔孔质量检检测仪测量过程程（1）关闭抽抽采管阀阀门，断断开封孔孔管与抽抽采管，，在封孔孔管孔口口安上带带密封装装置的三三通。（2）将三通通的另一一端与抽抽采管连连接。。。（3）将探测测管通过过三通插插入抽采采管内，，伸入到到特征点点C1，旋紧密密封装置置。（4）将过滤滤器与探探测管连连接好。。（5）按下采采样检测测转换阀阀，负压压引射器器开始工工作，将将C1点的瓦斯斯通过探探测管、、连接管管，连续续不断的的抽到集集气室，，抽气时时间不少少于1min。（6）将瓦斯斯浓度测测量装置置与主机机的检测测接口连连接。（7）拉起采采样检测测转换阀阀，负压压引射系系统被切切断，在在压差的的作用下下，集气气室内的的排气活活塞开始始工作，，将集气气室内的的瓦斯气气样经检检测接口口排出到到瓦斯浓浓度测量量装置。。三、YFZ30型抽采钻钻孔封孔孔质量检检测仪测量过程程（8）观测瓦瓦斯浓度度测量装装置和负负压表，，记录测测定结果果。（9）重复步步骤（5）~（8），再次次测量C1点的瓦斯斯浓度和和负压；；如果两两次测量量的瓦斯斯浓度相相差不大大于4%，则将测测量结果果平均后后作为C1点的测量量结果；；如果相相差大于于4%，则重新新取样，，再重复复进行两两次测量量。（10）切断过过滤器与与探测管管的连接接，加长长探测管管，重复复以上步步骤（3）~（9），依次次进行特特征点C2、C3、C4的瓦斯浓浓度和负负压的测测量。（11）测量结结束后恢恢复封孔孔管与抽抽采管的的连接。。三、YFZ30型抽采钻钻孔封孔孔质量检检测仪义煤孟津津煤矿（1）11031轨道顺槽槽顺层钻钻孔封孔工艺艺：聚氨氨酯袋式式膨胀+（18~24m长）整根根封孔管管四、现场场应用实实例11031轨道顺槽槽顺层钻钻孔封孔孔方式示示意图孟津煤矿矿11031轨道顺槽槽414#钻孔测试试结果孟津煤矿矿11031轨道顺槽槽403#钻孔测试试结果孟津煤矿矿11031轨道顺槽槽397#钻孔测试试结果孟津煤矿矿11031轨道顺槽槽394#钻孔测试试结果义煤孟津津煤矿（2）西四四底板穿穿层钻孔孔封孔工艺艺：囊袋袋式注浆浆+整根封孔孔管四、现场场应用实实例西四底板板巷穿层层钻孔封封孔方式式示意图图孟津煤矿矿西四底底板巷225-1#钻孔测试试结果孟津煤矿矿西四底底板巷225-2#钻孔测试试结果四、现场场应用实实例义煤孟津津煤矿（3）11011胶带顺槽槽两种封孔孔工艺对对比：聚氨酯+对接封孔孔管PK聚氨酯+整根封孔孔管聚氨酯定定向膨胀胀封孔法法示意图图聚氨酯膨膨胀法封封孔质量量检测结结果（采采用2m/根PVC管）聚氨酯膨膨胀法封封孔质量量检测结结果（采采用20m/根PE管）义煤孟津津煤矿（4）11011轨道顺槽槽钻孔深部部漏气检检测结果果四、现场场应用实实例11011轨道顺槽槽746#钻孔封孔孔质量和和漏气位位置检测测结果方山矿二二1煤新井（1）11051风巷顺层层钻孔封孔工艺艺：聚氨氨酯两堵堵一注+整根封孔孔管四、现场场应用实实例两堵一注注全程注注浆封