为解决测定煤层瓦斯压力读数频繁,利用V锥流量计实现单孔自动计量,实现煤层瓦斯压力(P)、单孔自动计量(Q)和自动放水(Z)在线监控,利用自动采集到的数据实现准确测定煤层瓦斯压力并以此准确计算出瓦斯抽采半径,一举解决了人工读数误差、人力资源浪费等方面的难题,是一项值得推广应用的技术。
1 煤层瓦斯压力在线监测技术
为测定6煤原始煤层瓦斯压力、残余瓦斯压力和抽采半径并实时监测瓦斯压力变化情况,采用了KGY7型压力传感器实现了瓦斯压力在线监测。
1.1 KGY7型压力传感器结构及工作原理
KGY7传感器由供电电源、压力传感头、A/D变换器、单片机、显示电路、输出电路等部分组成。传感器的电源部分向传感头提供工作电源,传感头把压力值变成电信号,然后由A/D变换器将模拟的电信号变换成数字信号,单片机对数字信号进行运算和处理,把压力值通过数码管显示出来,并且将压力值以电流信号的方式输出。此压力传感器可对管道中的气体压力进行连续监测,并实时显示被测点的表压值,同时将电流信号连接到现用的监控分站上,实现在线监测。
1.2 瓦斯压力在线监测技术应用
经鉴定,张集矿北一采区6煤层鉴定-520m以上区域为无突出危险区,-520m及其以下区域为突出危险区。而17256工作面处于突出危险区内,为治理该工作面瓦斯,必须进行打钻消突,为实现消突需准确测定煤层瓦斯抽放半径,由于煤层瓦斯抽放半径根据瓦斯压力计算得出,所以要想准确测定煤层瓦斯抽放半径,必须准确测定煤层瓦斯压力。
1.3 上向孔封孔工艺的选择
根据经验可知,钻孔密封是瓦斯压力测定中的一项及其重要的技术工艺,封孔质量的好坏直接影响到瓦斯压力测定的准确性,造成数据失真而测定不到准确数据,所以良好的封孔质量是准确测定瓦斯压力的前提条件,通过对上向孔封孔工艺的改进(见图1所示),使所测数据准确有效,具体如下。
(1)根据测压孔见煤岩情况,准备足量的测压管、注浆管及测压花管。以上各种管子均采用6镀锌铁管加工,每根2m。花管长度=钻孔的实际穿煤长度。
(2)将预计下入孔内距煤层底板1m～2m处的测压管和注浆管用长度1m左右的棉纱顺时针紧密缠绕在一起,(注浆管要露出棉纱上端0.2m～0.3m)棉纱用量约为正常松散状态下体积为测压孔孔径的2倍,棉纱上端用细铁丝捆扎在测压管和注浆管的管箍上。
(3)按顺序将测压管、注浆管下入孔内预计位置。此步骤各路管子要直接送入预定位置不能旋转,且所有管子均用生胶带缠绕密实后才能用管箍进行连接。
(4)待缠绕棉纱的测压管和注浆管到达煤层底板约1m～2m时,再顺时针旋转两路管子8～10圈,然后轻轻下拉注浆管和测压管约0.5m止,上述两路管子在测压孔孔口用铁丝牢牢固定在巷帮上。
(5)待上述工作就绪后,利用注浆泵通过注浆管缓慢向孔内注水泥浆,直至孔口测压管返浆为止。
(6)待上述注浆时间达36h后,孔口再插入一根2m长的注浆管用聚胺脂和彩条布封堵孔口,通过刚插入的注浆管开始向孔内注浆,待正常压力无法注浆后再用3MPa～4MPa的压力注浆30min。
(7)封孔注浆完毕后,待浆液凝固36h后安装压力表,并将压力表与测压管的连接处用生胶带缠绕密闭,且孔口要用水泥填实,抹平,做到密实不漏气。
2 在线监测系统的运用
在17256底抽巷内安装了1#、2#、3#三个测压钻孔,并安装了压力KGY7型传感器实现了在线监测,1#、2#、3#钻孔瓦斯压力变化曲线如图2所示。
通过图2可以得出,此次压力测定较为准确,最大压力达1.45MPa,符合突出煤层的特征。
摘要：准确测定煤层瓦斯压力是消除煤与瓦斯突出的基础工作之一,本文介绍了瓦斯压力在线监测技术的结构和原理,运用该技术不仅节省了时间和人力,而且准确性也有了较大的提高,该项技术值得推广应用。
关键词：监控技术,瓦斯压力,在线监测,煤与瓦斯突出
参考文献
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