非接触式测压装置在井筒揭煤中的研究与应用

摘要：新集一矿西区副井设计先后穿过13、11、9、8、7及6煤，且均在该区域首次揭露，揭煤前须测定煤层瓦斯压力等参数。由于井筒中部须进行注浆堵水作业，采用常规测压方法人员无法到达井底观测压力，因此，解决井筒上部施工和井底测定瓦斯压力是关键所在，通过改造的“非接触式远程测压装置”，很好地解决了这一难题，由于该装置可实现远程瓦斯压力连续监控和自动存储功能，对煤矿井下人员不便到达地段瓦斯压力、水压等异常区的压力观测具有极大的推广价值。

关键词：非接触；揭煤；测压；井筒

中图分类号： X752 文献标识码： A 文章编号：

井筒非接触式远程测压装置研究背景

新集一矿西副井井筒全深755.5m，净径7.2m，冻结深度300m，新生界松散层厚度为190.26m，设计井筒将穿过13、11、9、8、7及6煤，其中13煤、11煤及6煤均属于突出煤层，9煤、8煤和7煤未进行突出危险性鉴定，六层煤在该采区均属首次揭露，瓦斯赋存情况掌握不清，因而在揭穿煤层前，准确测定煤层瓦斯压力，是探查揭煤区域瓦斯赋存情况、制定针对性揭煤措施、保障揭煤安全的前提条件。

井筒施工至揭9煤前测压位置时，由于上部井壁出水量较大，须利用吊盘对上部井壁注浆堵水，因此导致人员无法进入井筒迎头测压。目前一般使用指针式压力计，人员必须下至井底观测，由于注浆堵水及揭煤测压工序互相影响，无法同时进行，对此解决如何在井壁注浆堵水期间，又不影响井底测压，是节省工期的关键环节。

为了解决此难题，我们进行了多方调研，寻找远程测压装置，未发现国内在瓦斯压力测试方面使用量程超过1Mpa（一般多为3Kpa以下）的数字仪表，井筒揭煤远程测压更无先例，市场上仅有单个的数字压力记录表，且信号采集距离不大于10m，常规为1m。为此我们与仪表厂家技术人员合作，提出了加长信号线及增加信号放大器，选择大量程数字仪表，并将同一仪表功能实现分离的方案，成功解决了以上问题。井筒在测9煤瓦斯压力期间，将远端压力表安放在-550m马头门内，人员定期采集数据，实现了井底测压与井筒上部注浆堵水两不误。下面就新集一矿西副井揭煤测压期间非接触式远程测压装置的应用做以简要介绍。

非接触式远程测压装置工作原理及特点

（一）、工作原理

1、电源部分：该仪表功耗低，使用3.6V电池供电，一节电池可连续工作18个月。

2、信号部分：被测介质压力通过压力接口传到传感器的感压膜片，传感器将感应的电信号经放大、送存储器进行处理、设置显示数字，并提供模拟量或数字量输出从而实现压力显示和记忆过程。

3、传输方式：该装置利用两块CYR-2009*3Mpa智能数字压力记录表，配套120m数据线连接。其中测压孔口压力表取消了显示功能，增加信号放大器，并且采取了防水密封处理；远端压力表拆除了核心部分，仅留下了数据显示和USB数据采集功能，简言之，就是将一块压力表功能进行了两端分离。见非接触式远程测压装置全景图一（图一）及现场安装布置示意图（图三）

4、数据输出：CYR-2009*3Mpa智能数字压力记录表具有压力数据记录功能，记录方式为按等间隔时间记录，间隔时段可调。每个仪表的输出文件固定名称，格式为NO_XXXX.TXT,文件性质为记事本文件，应用中利用U盘读取压力数据，配合计算机管理软件，可将压力信息在计算机中回放，生成EXCEL表格和图表。见实测数据Excel图表（图二）

非接触式远程测压装置全景图（图一）实测数据Excel图表（图二）

非接触式远程测压装置现场布置示意图（图三）

（二）、性能特点

1、压力记录连续性：通过设置可设定记录时间间隔，可监测任意时刻瓦斯压力；

2、读取方便：仪表表面安装有USB端口，可通过U盘读取数据，在电脑上安装专用软件读取数据,该表可置于人员能够接触到的观测点。

3、便于分析：通过专用软件读取U盘瓦斯压力数值生成EXCEL信息文件。该装置可对瓦斯压力变化情况连续记录便于数据分析，并且采用数字式显示，相较目前国内采用指针式压力计测压方式，避免了读值误差大的缺点。

4、安放方便：通过加长信号线，可将仪表安放任何地点。本次针对埋藏最深的6煤测压，通过增加信号放大装置顺利完成了数据传输达120m的任务（常规条件下不大于10米）。

5、耐振动；器件防振处理，紧固组装，在振动场所正常使用。

非接触式远程测压装置的应用效果及前景

1、解决了井筒注浆与测压的平行作业，就西副井而言，通过使用远程测压装置，实现了井筒测压和壁后注浆平行作业，仅此一项就缩短工期近2个月。

2、可广泛应用于矿山和非煤企业人员不便到达地段测量瓦斯、水及其它介质等的压力，且精确性高，监测数据连续存储，便于总结分析。

3、具有广阔的推广空间，随着国家对瓦斯治理工程的日益规范，以及新规的不断出台，给井巷安全高效揭煤提出了更高的要求，该装置的应用在巷道揭穿煤层瓦斯压力异常区具有更大的应用空间，填补了国内空白。

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