一種煤層突出危險性隨鉆測試方法及裝置，適用于突出危險性預測、瓦斯抽采效果評價等。通過對煤層進行鉆孔，并隨鉆實時測試瓦斯參數、巖性及煤層信息，實現對煤層突出危險性的隨鉆隨地測試。該裝置包括艙體、壓力傳感器、溫度傳感器、流量傳感器、電磁傳感器、聲波傳感器、波速測試模塊、監測控制模塊、電源模塊和通訊模塊，安裝于鉆頭與隨鉆測斜儀或第一鉆桿之間。煤層鉆孔及停鉆更換鉆頭期間，能夠實時監測并記錄測點處氣體壓力、溫度、流速、煤體波速及電磁輻射、聲波信號，分析計算測點處瓦斯壓力、瓦斯含量、初始解吸瓦斯量、介質巖性、波速、煤體應力和煤層突出危險性。具有無需取樣測試、隨鉆隨地測試、多參數同步測試綜合評價等優點。

1.一種煤層突出危險性隨鉆測試裝置，其特征在于：該裝置包括艙體（20）、壓力傳感器
（17）、溫度傳感器（16）、包含振源（5）和拾振器（6）的波速測試模塊、電磁傳感器（19）、聲波
傳感器（18）、封孔模塊、流量測試模塊、通訊接口（9）、監測控制模塊（12）和帶有充電接口且
可快速拆卸與安裝的電源艙（11），所述的電源艙（11）為監測控制模塊（12）及與監測控制模
塊連接的各用電模塊或傳感器供電；所述的艙體（20）為固定有多種傳感器和模塊、中空過
水孔、過線孔、兩頭分別密封連接鉆頭（1）和隨鉆測斜儀（24）和第一鉆桿（23）的桿體；壓力
傳感器（17）、溫度傳感器（16）、流量測試模塊、波速測試模塊、電磁傳感器（19）、聲波傳感器
（18）、電源艙（11）、通訊接口（9）分別與監測控制模塊的相應接口連接；
所述的封孔模塊包括包裹在艙體（20）外緣的兩個封孔膠囊（14）、安裝于中空水管前
端、封孔時起截止作用的主水路開關（15）和封孔膠囊水路開關（8）；兩個封孔膠囊（14）中的
一個封孔膠囊上安裝有波速測試模塊的振源（5），發射振動波，另一個封孔膠囊上安裝有拾
振器（6），接收振動波，通過振源（5）和拾振器（6）間的距離和信號時間差計算測點處煤體波
速；
所述監測控制模塊（12）包括各類傳感器及模塊接口、數據存儲器、時鐘、監測控制CPU
及監測控制電路；其中，傳感器包括HD-LUGB流量傳感器、GWD90型溫度傳感器、GZY25W型壓
力傳感器和GS18聲發射傳感器，各類傳感器并聯，獨立運行，互不影響，通過各自本身的接
口與監測控制模塊的接口連接在一起，具有監測信號轉換、觸發數據采集、定時數據采集、
數據分析和控制功能；
所述的流量測試模塊包括氣流孔（2）和安裝于氣流孔內的氣路開關（4）和流量傳感器
（3）。
2.根據權利要求1所述的煤層突出危險性隨鉆測試裝置，其特征在于：所述的壓力傳感
器（17）、氣流孔（2）、溫度傳感器（16）各至少為2個，聲波傳感器（18）和電磁輻射傳感器（19）
各為1個，均勻分布在艙體（20）的四周。
3.實施權利要求1所述煤層突出危險性隨鉆測試裝置的測試方法，其特征在于：對瓦斯
參數、巖性及煤層信息進行隨鉆自動測試，通過多參數隨鉆測試裝置在煤層鉆孔及停鉆更
換鉆頭期間實時自動監測孔底附近氣體壓力、溫度、流量、煤體波速、電磁輻射、聲波信號及
其變化，分析計算測點處煤層初始解吸瓦斯量、煤層瓦斯壓力、瓦斯含量、介質巖性與強度
和煤體應力，分析判斷煤層突出危險性；具體步驟如下
a.在煤層鉆孔前，在艙體（20）的前端安裝鉆頭（1），后端安裝第一鉆桿（23）,第一鉆桿
（23）連接能夠測量并記錄鉆頭（1）位置的隨鉆測斜儀（24），開啟電源，鉆頭（1）向鉆孔（22）
內鉆進，當監測聲波信號識別出開始鉆進后，實時記錄水流流量Q_si、壓力P_i、溫度T_i、電磁輻
射E_i和聲波信號A_i；
b.正常鉆進時，艙體（20）上的主水路開關（15）處于開啟狀態，水從鉆頭流出，正常鉆進
和排屑；封孔模塊動作由監測控制CPU控制；當監測到聲波信號識別出停止鉆進并退鉆停止
后，關閉主水路開關（15），開啟封孔膠囊水路開關（8），高壓水進入封孔膠囊（14），水壓穩定
且無流量時表明膠囊（14）封孔完畢，停止供水，封孔膠囊水路開關（8）關閉，封閉孔底測壓
室（21），鉆孔（22）煤壁涌出瓦斯使孔底測壓室（21）內壓力Pi不斷升高；同時自動測試煤體
波速，通過監測控制CPU控制，由振源（5）產生振動波信號，由拾振器（6）接收該振動波信號，
實時計算并記錄煤體波速V_i；在此期間在鉆機處更換添加鉆桿；限定時間測壓結束，開啟氣
路開關（4），實時測定并記錄瓦斯流量Q_wi；測試流量時間結束或流量小于某一設定值后，停
止記錄瓦斯流量Q_wi，關閉氣路開關（4）；開啟封孔膠囊水路開關（8），封孔膠囊（14）自動收縮
排水，膠囊（14）收縮到位后給水繼續鉆進；
c.鉆進到設計位置后，停止鉆進；瓦斯流量測試結束，且聲波傳感器（18）較長時間接收
不到鉆進信號時，停止采集及監測各信號；
隨鉆測試裝置得到了不同時間的溫度、壓力、水流流量、瓦斯流量、煤體波速、電磁輻
射、聲波各指標參數或波形數據；監測裝置根據停鉆期間測壓室內瓦斯壓力及變化、瓦斯涌
出速度、溫度及其變化規律等計算確定不同時間及不同位置處的煤層初始解吸瓦斯量、煤
層瓦斯含量和煤層瓦斯壓力；通過波速和電磁輻射信號，確定測點處的煤體應力；通過波速
和聲波信號特征確定介質巖性與硬度；通過煤體應力、煤層瓦斯含量、煤層瓦斯壓力、溫度
確定煤層突出危險性；
d.退出鉆桿，取下隨鉆測試裝置，進行數據通訊，通訊后，在計算機中，結合隨鉆測斜儀
（24）的位置數據，即可確定鉆孔（22）內不同位置處的煤層初始解吸瓦斯量、煤層瓦斯壓力、
煤層瓦斯含量、介質巖性、煤體波速、煤體應力和煤層突出危險性；
e. 重復步驟a-d，進行下一鉆孔的測試。
4.根據權利要求3所述的測試方法，其特征在于：當高壓水進入封孔膠囊（14）期間將鉆
桿低速轉動1-2圈，以便更好密封。
5.根據權利要求3所述的測試方法，其特征在于：在進行下一個鉆孔的測試之前，給電
源充電，或更換電源模塊。