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申请/专利权人：中煤科工集团重庆研究院有限公司

摘要：本发明涉及井下瓦斯抽采钻孔轴向负压分布和影响因素测定方法及系统，属于煤矿瓦斯抽采领域。该方法为：通过考察负压沿钻孔轴向随孔深分布及影响规律，包括钻孔瓦斯变质量流动过程负压损耗和钻孔泄露负压损耗两类，得到沿钻孔深度方向负压分布和衰减规律；通过在抽采钻孔内下入测杆并测定钻孔断面、气体风速、抽采负压以及水气、瓦斯和氧气等特征气体参数，从而得到抽采钻孔轴向负压分布规律以及影响负压变化因素，并进一步统计分析抽采钻孔轴向负压分布的影响因素和权重大小，为矿井相近区域抽采钻孔的孔口负压确定提供参考依据，以及不同煤岩层赋存条件的抽采钻孔孔口负压确定提供了方法指导。

主权项：1.井下瓦斯抽采钻孔轴向负压分布和影响因素测定方法，其特征在于：基于所述方法的井下瓦斯抽采钻孔轴向负压分布及影响因素测定系统，该系统包括手持移动终端、无线信号模块、滑动密封端盖、三通装置、接抽连接管、抽采钻孔、测杆、支架和检测模块；所述手持移动终端通过无线信号传输方式与无线信号模块进行数据传输，获取抽采钻孔内测杆检测模块检测的参数数据；所述无线信号模块位于测杆的最外端，用于将抽采钻孔内检测模块的检测参数与手持移动终端进行信号传输，以便于手持移动终端及时获取检测数据，进行分析处理；所述滑动密封端盖是连接在三通装置的外端，是便于测杆连续通过并保持密封状态，保证抽采钻孔内部检测过程中始终保持接抽状态，以及测杆和检测模块连续进行抽采钻孔内参数测定；所述三通装置是连接在抽采钻孔抽采管与接抽连接管之间的部分；三通装置上端设置有观测孔，用于在抽采钻孔孔口进行数据检测和观察抽采状态；三通装置后端装有滑动密封端盖，实现密封和连续下入滑轨；三通装置下端通过连接螺纹与接抽连接管进行连接，进而接入抽采管网，实现在检测状态下的正常接抽；所述测杆是通过一节一节串联起来的，测杆包含测杆外螺纹、测杆密封槽、测杆内螺纹和测杆信号通道，其中测杆外螺纹和测杆内螺纹连接，从而实现多节测杆的串联，并根据检测深度确定串联的单节测杆数量，测杆内部有连续信号线，用于将钻孔内外的信号传输至手持移动终端，进行数据分析处理；所述支架是位于测杆前端，用于支撑测杆和检测模块并保持其始终处于抽采钻孔的中央，防止测杆长时间在抽采钻孔底部滑行和无法有效下入抽采钻孔预定位置，支架设有弹簧和伸缩杆，根据抽采钻孔断面的大小进行自行调整；所述检测模块包括检测模块内螺纹、电池、数据存储模块、气体风速检测模块、负压检测模块、气体检测模块、测杆流道出口、激光断面扫描模块、水位检测模块、取气口、水气检测流道、水气检测流道腔、特征气体检测除湿颗粒、瓦斯和氧气特征气体流道和特征气体检测流道腔；检测模块是通过检测模块内螺纹与测杆的测杆外螺纹进行连接，并位于测杆的最前端；所述电池、数据存储模块是检测模块检测数据存储部分，包括抽采钻孔断面、气体流速、特征气体参数，同时通过测杆信号通道将检测数据传输钻孔外手持移动终端；所述气体风速检测模块是用于抽采钻孔内通过测点断面的气体风速，再根据截面面积和检测气体浓度参数计算得到通过钻孔断面的混合流量和检测气体流量，通过对比分析前后测点的参数进行变质量流分段流量和抽采钻孔泄露情况的判断，钻孔气体加速度的计算，分析气体加速引起的负压损耗；所述负压检测模块是检测沿抽采钻孔的不同深度测点位置处的负压参数值，得到抽采钻孔孔口至检测深度之间的沿钻孔轴向负压分布及变化规律，进而进行影响抽采负压分布的因素进行有针对性的分析和评判；所述气体检测模块用于检测抽采钻孔内水气、特征气体参数，分析抽采钻孔内含水、分段瓦斯变质量流的特点和钻孔封孔段、中深部漏气情况；包括流道出口、水气检测流道、水气检测流道腔、特征气体检测除湿颗粒、瓦斯和氧气特征气体流道和特征气体流道腔；气体检测模块的检测气体是通过取气口进入，然后通过流道出口流出检测装置回到抽采钻孔；所述钻孔内混合气体经过取气口，分别进入依次流过水气检测流道和特征气体检测流道，其中进入水气检测流道的气体然后进入水气检测流道腔，对抽采钻孔混合气体中的水气成分进行检测，分析含水煤岩层抽采钻孔内混合气体中水气成分比例和流量，结合抽采钻孔轴向负压变化分析水气对负压损耗的影响；进入瓦斯和氧气特征气体检测流道腔的部分气体，首先要通过特征气体检测除湿颗粒进行水气去除，防止水气对特征气体检测的影响；然后再特征气体流道腔对瓦斯和氧气特征气体浓度进行检测，再结合测点断面和风速就得到测点特征气体的流量，再次通过前后测点以及若干测点参数分析就得到抽采钻孔分段质量流的特征和变化情况，以及抽采钻孔封孔段和中深部钻孔漏气情况；所述激光断面扫描模块用于抽采钻孔测点位置断面面积，得到通过该断面的气体流量，然后根据气体浓度计算得到通过该断面节点泄露情况和各检测气体流量，并根据断面扫描情况得到抽采钻孔变形、塌堵情况，以及综合抽采钻孔内分段抽采量变化情况实现影响负压衰减变化的定量描述；所述水位检测模块位于检测模块的前端，用于检测抽采钻孔内积水情况，钻孔积水会导致抽采钻孔堵塞，抽采负压将无法传递至孔底，同时通过检测钻孔抽采状态下的水位情况来分析不同钻孔倾角和负压的关系，为含水煤岩层瓦斯抽采提供数据支撑；所述取气口位于检测模块的入气孔，抽采钻孔内的气体通过取气口进行检测模块的水气检测流道和瓦斯和氧气特征气体流道，进而实现对不同气体参数的检测，取气口内部放置有铁丝网，防止煤岩颗粒进行气体检测流道和取气头；在抽采钻孔与接抽连接管之间安装三通装置，用于在抽采钻孔外侧连续下入测杆，保证钻孔处于正常接抽状态，然后将检测装置和测杆连续下放至抽采钻孔预定位置后采用后退式连续进行检测，或在测杆下放过程中从外向里依次进行连续检测；该方法为：通过考察负压沿钻孔轴向随孔深分布及影响规律，包括钻孔瓦斯变质量流动过程负压损耗和钻孔泄露负压损耗两类，得到沿钻孔深度方向负压分布和衰减规律；具体包括以下步骤：S101：钻孔瓦斯变质量流动过程负压损耗，包括沿程及局部负压损耗、变质量流混合负压损耗两部分，即钻孔孔壁瓦斯汇流过程中即变质量流中负压损耗；S102：钻孔泄露负压损耗，包括钻孔浅部封孔段漏气和钻孔中深度漏气造成负压损耗两种。

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