專利名稱：煤礦瓦斯排放鉆孔深度測量方法及測量儀器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種井下測量方法及測量儀器，尤其是一種煤礦瓦斯排放鉆孔深度測量方法 及測量儀器。
背景技術：
目前，煤礦的煤與瓦斯突出問題一直是困擾煤礦行業(yè)發(fā)展的重大安全問題，解決這一問 題是最有效的方法之一是在煤層內鉆孔，將本煤層或鄰煤層內的瓦斯在一定范圍內進行卸壓 和抽出，以使其壓力和蘊藏量降低，在人員工作區(qū)域內降低突出的可能性，以確保各道工序 的完成和現在施工人員的安全。現在普遍采用液壓鉆機來完成這一道工序，鉆深最多可以達 到300m左右，具體深度需要根據不同的地質條件和瓦斯蘊藏情況來確定，準確掌握鉆孔深度 能了解瓦斯壓力和蘊藏量已下降的區(qū)域范圍，對安全生產具有重大意義。但是由于在現場施 工過程中，鉆深到一定深度后并不是呈理想的直線，而是有一定的彎曲度，并且在鉆桿退出 后，鉆孔在周邊壓力的作用下常會發(fā)生局部煤巖垮塌，而堵塞鉆孔，鉆孔還是可以透氣，但 是卻難以對每一個鉆孔的實際深度進行準確測量；并且隨著鉆深的增加，鉆桿的使用數量也 在增加，由于鉆進是人工操作進行的，因此容易出現人為因素造成的測量錯誤，從而導致的 測量準確性下降。目前，在煤礦領域內尚無有效的手段和科學的方法來測量和掌握每一個鉆 孔的準確深度。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種煤礦瓦斯排放鉆孔深度測量方法及測量儀器，它可以準確的
測量出每個鉆孔的深度，并且避免了人為因素造成的測量錯誤，以克服現有技術的不足。
本發(fā)明是這樣實現的煤礦瓦斯排放鉆孔深度測量方法，在采用液壓鉆機鉆煤礦的瓦斯 排放孔時，通過對液壓鉆機推動鉆頭進桿時的推進油缸進程所用的液壓油的總量來確定鉆孔 的深度，即用測量鉆頭進桿時推進油缸的液壓油流量總和來確定鉆孔的深度。
在工作中，液壓油在工作的某一個階段的流量起始數值為A (單位為m3)，終了數值為B (單位為m3)，推進油缸活塞桿直徑為d (單位為mm)，缸筒內徑為D (單位為mm) ， H為流 量為B-A時的鉆進深度(單位為m)。 貝lj B-A=n/4 (D2-d2) H——(1) 根據公式(1)得到
<formula>formula see original document page 4</formula>(2)
對于某一型號的推進油缸，其D和d均為常數，得到鉆機的系數K為 K=1.274*106/ (D2-d2)——(3) H=K (B-A) =KAQ——(4) AQ為計量階段的流量之差(單位為m3)。
通過上述公式就可以根據流量來測量鉆進深度H。在每一臺工作的鉆機上安裝一臺測量 儀，在有鉆進的時候記錄流量的起始數A和終了數B，便可準確得出該鉆孔的深度H。
并且在計量過程中，當鉆頭無鉆進或退桿時，不計量液壓油流量。以確保測量的準確性
在用測量鉆頭進桿時推進油缸的液壓油流量總和來確定鉆孔的深度時，將該液壓油流量 總和與推進油缸進程推進油缸的有效儲油截面面積相比的比值來確定鉆孔深度。
煤礦瓦斯排放鉆孔深度測量方法所采用的測量儀器，它包括液壓鉆機，在液壓鉆機的推 進油缸的活塞桿腔油路上設有一個液壓測量裝置。通過液壓測量裝置來測量活塞桿腔油路上 的流量變化，這樣的結構不僅能有效的了解流量情況，而且不會產生電火花，在測量的同時 保證了測量的安全性。
液壓測量裝置構成包括二位三通液動換向閥，二位三通液動換向閥的三個接口分別連接 計量油路、非計量油路與油缸油路，在二位三通液動換向閥中還設有一個控制接口開閉的閥 芯；并且在計量油路上設有一個流量計，在流量計的下方連接有單向閥；單向閥下方的計量 油路與非計量油路匯合并與活塞桿腔油路連接；油缸油路上方連接液壓鉆機的推進油缸。二 位三通液動換向閥在正常鉆進的情況下，就開啟計量油路，關閉非計量油路，使流量計對液 壓油的流量變化進行計量；在進行回鉆工作時，液壓油從活塞桿腔油路進入推進油缸，液壓 油在經過測量裝置時則被單向閥擋住，只有通過非計量油路進入二位三通液動換向閥中，這 樣就不會在鉆頭退桿時影響流量計的計量。
最好是在閥芯的一端連接彈簧，另一端連接控制油路，控制油路的另一端連接在液壓鉆 機的活塞腔油路上。在控制油路及彈簧的共同作用下，可以根據活塞腔油路的工作狀態(tài)，來 控制閥芯的位置；當鉆頭沒有鉆進時，活塞腔油路處于無壓力狀態(tài)，控制油路是連接在活塞 腔油路上的，因此控制油路上的壓力與活塞腔油路相同，這時控制油路也處于沒有壓力的狀 態(tài)，在彈簧的作用下，閥芯被頂到關閉計量油路的位置，非計量油路處于開啟狀態(tài)，液壓油 不經過計量油路，就不會被流量計記錄，在鉆頭沒有鉆進的情況下也就沒有流量記錄；當鉆
頭開始鉆進時，活塞腔油路與控制油路就處于有壓力的狀態(tài)，控制油路的壓力將閥芯13推到 開啟計量油路，并關閉非計量油路的位置上，液壓油經過計量油路，流量計記錄其通過的流
由于采用了上述技術方案，與現有技術相比，本發(fā)明采用在液壓鉆機的活塞桿腔油路上 設有一個液壓測量裝置，它可以測量每個工作階段的鉆進流量變化，并根據鉆機系數來計算 出鉆孔深度，而且不會計量回鉆流量與空鉆流量，同時也避免了人為因素造成的測量錯誤， 并且測量的安全性好，解決了重大的安全隱患。本發(fā)明還具有結構簡單，容易實施，使用效 果好等優(yōu)點。


附圖l為本發(fā)明的結構示意圖。
具體實施例方式
具體實施例方式在采用液壓鉆機鉆煤礦的瓦斯排放孔時，通過對液壓鉆機推動鉆頭進 桿時的推進油缸進程所用的液壓油的總量來確定鉆孔的深度。在用測量鉆頭進桿時推進油缸 的液壓油流量總和來確定鉆孔的深度時，將該液壓油流量總和與推進油缸進程時推進油缸的 有效儲油截面面積相比的比值來確定鉆孔深度；并且在鉆頭無鉆進或退桿時不計量液壓油流
在工作中，液壓油在工作的某一個階段的流量起始數值為A (單位為m3)，終了數值為B (單位為m3)，推進油缸l的活塞桿直徑為d (單位為mm)，缸筒內徑為D (單位為mm) ， H為 流量為B-A時的鉆進深度(單位為m)。 貝lj B-A=n/4 (D2-d2) H——(1) 根據公式(1)得到
<formula>formula see original document page 5</formula>A)(將D與d的單位統(tǒng)一為m)——
(2)
對于某一型號的推進油缸，其D和d均為常數，得到鉆機的系數K為 K=1.274*106/ (D2-d2)——(3) H=K (B-A) =KAQ——(4) AQ為計量階段的流量之差(單位為m3)。 通過上述公式就可以根據流量來測量鉆進深度。
煤礦瓦斯排放鉆孔深度測量方法所采用的測量儀器的結構如圖l所示，在常規(guī)的液壓鉆 機的推進油缸1的活塞桿腔油路9上安裝一個液壓測量裝置；液壓測量裝置的構成包括一個二
位三通液動換向閥5，在二位三通液動換向閥5的三個接口分別連接計量油路10、非計量油路 11與油缸油路12，并且在二位三通液動換向閥5中安裝一個控制計量油路10與非計量油路11 的接口開閉的閥芯13，閥芯13的一端連接彈簧15，另一端連接控制油路14，控制油路14的另 一端連接在液壓鉆機的活塞腔油路8上；并且在計量油路10上安裝一個市售的流量計6，流量 計6的下方連接一個單向閥7;單向閥7下方的計量油路10與非計量油路11匯合并與活塞桿腔 油路9連接，油缸油路12上方連接液壓鉆機的推進油缸1 。
在工作過程中，打開液壓鉆機的三位四通手動換向閥2，使油泵3的油路與活塞腔油路8 接通，油泵3將液壓油送入活塞腔油路8中，液壓油經過活塞腔油路8進入推進油缸1內進行工 作，當鉆頭開始鉆進時，活塞腔油路8上就產生壓力，與活塞腔油路8連接的控制油路14具有 相同的壓力，這時控制油路14的壓力大于彈簧15的彈力，推動閥芯13，使計量油路10開啟， 而非計量油路ll關閉，液壓油經過計量油路IO，并通過流量計6，流量計6就記下了經過的液 壓油的流量變化，再通過計算就能得到鉆進深度；而當鉆頭沒有鉆進時，活塞腔油路8與控 制油路14上沒有壓力，彈簧15的彈力會推動閥芯13到關閉計量油路10的位置，使非計量油路 ll開啟，液壓油不會經過流量計6，也就不會記錄空鉆時的流量；在回鉆工作過程中，三位 四通手動換向閥2接通油泵3與活塞桿腔油路9，由于單向閥7的作用，液壓油不能經過計量油 路IO，而這個時候的活塞腔油路8與控制油路14上也沒有壓力，閥芯13在彈簧15作用下保持 非計量油路ll是開啟的，而計量油路10是關閉的，液壓油經過非計量油路ll進入二位三通液 動換向閥5中，再進入推進油缸l，同樣不會進行流量記錄；在三位四通手動換向閥2接通油 泵3與油池4時，油泵3中就會把液壓油送回到油池4中。
權利要求
1.一種煤礦瓦斯排放鉆孔深度測量方法，其特征在于在采用液壓鉆機鉆煤礦的瓦斯排放孔時，通過對液壓鉆機推動鉆頭進桿時的推進油缸進程所用的液壓油的總量來確定鉆孔的深度，即用測量鉆頭進桿時推進油缸的液壓油流量總和來確定鉆孔的深度。
2.根據權利要求l所述的煤礦瓦斯排放鉆孔深度測量方法，其特征在 于在鉆頭無鉆進或退桿時不計量液壓油流量。
3.根據權利要求l所述的煤礦瓦斯排放鉆孔深度測量方法，其特征在 于在用測量鉆頭進桿時推進油缸的液壓油流量總和來確定鉆孔的深度時，將該液壓油流量 總和與推進油缸進程時推進油缸的有效儲油截面面積相比的比值來確定鉆孔深度。
4.一種煤礦瓦斯排放鉆孔深度測量儀器，它包括液壓鉆機，其特征 在于在液壓鉆機推動鉆桿的推進油缸(1)的活塞桿腔油路(9)上設有一個液壓油量測量 裝置。
5.根據權利要求4所述的煤礦瓦斯排放鉆孔深度測量儀器，其特征在于液壓油量測量裝置構成包括二位三通液動換向閥(5) ， 二位三通液動換向閥(5)的三 個接口分別連接計量油路(10)、非計量油路(11)與油缸油路(12)，在二位三通液動換向閥(5)中還設有一個控制接口開閉的閥芯(13);并且在計量油路(10)上設有一個流量計(6)，在流量計(6)的下方連接有單向閥(7);單向閥(7)下方的計量油路(10)與非計量油路(11)匯合并與活塞桿腔油路(9)連接；油缸油路(12)上方連接液壓鉆機的推進油缸(1)。
6.根據權利要求4所述的測量儀器，其特征在于閥芯(13)的一端 連接彈簧(15)，另一端連接控制油路(14)，控制油路(14)的另一端連接在液壓鉆機的 活塞腔油路(8)上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種煤礦瓦斯排放鉆孔深度測量方法及測量儀器，在采用液壓鉆機鉆煤礦的瓦斯排放孔時，通過對液壓鉆機推動鉆頭進桿時的推進油缸進程所用的液壓油的總量來確定鉆孔的深度，即用測量鉆頭進桿時推進油缸的液壓油流量總和來確定鉆孔的深度。本發(fā)明采用在液壓鉆機的活塞桿腔油路上設有一個液壓測量裝置，它可以測量每個工作階段的鉆進流量變化，并根據鉆機系數來計算出鉆孔深度，而且不會計量回鉆流量與空鉆流量，同時也避免了人為因素造成的測量錯誤，并且測量的安全性好，解決了重大的安全隱患。本發(fā)明還具有結構簡單，容易實施，使用效果好等優(yōu)點。
文檔編號E21B47/04GK101338667SQ20081030370
公開日2009年1月7日 申請日期2008年8月12日 優(yōu)先權日2008年8月12日
發(fā)明者何終毅 申請人:何終毅