CN107178388A - 煤层巷道脉冲抽压煤体瓦斯装置 - Google Patents
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Abstract
煤层巷道脉冲抽压煤体瓦斯装置两部分组成：一部分由抽放***由瓦斯抽放钻孔，脉冲瓦斯抽放泵，排放管组成；另一部分脉冲压缩***由瓦斯抽放钻孔、脉冲管，脉冲气体压缩泵组成。选取指定的本煤层掘进巷道时，依据事先预定好的位置安装本装置，最外排的瓦斯抽放钻孔安装脉冲瓦斯抽放泵，排放管；中间瓦斯抽放钻孔安装脉冲瓦斯抽放泵，排放管；脉冲压缩气体泵与脉冲瓦斯抽放泵的共同作用，对煤层中的瓦斯进行即抽又压，在煤层内部形成一进一出的回路，增强煤体的透气性。
Description
技术领域
本发明涉及煤层巷道掘进的一种促进煤体增透的即抽又压的脉冲抽压煤体瓦斯装置，具体涉及煤矿井下本煤层预抽瓦斯时的促进煤体增透的一种装置，本发明属于煤矿安全领域。
背景技术
在我国瓦斯矿井占煤矿矿井的95％以上，而其中有49.2％的煤矿是高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井。近年来随着煤层开深度和强度的增加，煤层低透气性越来越严重地影响到煤炭开采的安全生产，单一低透气性煤层的增透工作就成为煤炭开采技术中一个亟待解决的问题。
为了提高煤层的渗透率，各个煤矿在巷道掘进过程中也采取了多种措施，比如：煤层注水，水力压裂，液态二氧化碳气体驱替瓦斯等措施。然而，上述的这些措施又存在着明显的不足之处，例如：煤层注水会恶化工作面的环境，加大矿井的排水压力；水力压裂面临着压裂的效果不佳，压裂液的滤失问题；二氧化碳气体驱替技术，由于气源的供给问题，技术和成本的限制，目前只是进行局部的应用。
煤层气的产出通常是解吸、扩散、渗流的过程，气体的解吸、扩散效率主要受煤中微孔、小孔分布的影响，而渗流主要在中孔及以上的孔隙和裂隙中发生，故气体在煤层内流动的难易程度与煤的孔隙结构密切相关。由此可见，如何增加煤层的透气性，进一步改善煤层中瓦斯的解吸性能，就急需一种促进煤体增透的瓦斯解吸效果的良好装置来解决这一问题。
发明内容
脉冲通常是指电子技术中经常运用的类似于脉搏短暂起伏的电冲击(电压或电流)，主要特性有波形、幅度、宽度和重复频率。本发明(脉冲抽、压煤层瓦斯装置)利用气体脉冲泵产生脉冲压缩气体向煤层内部输送大量气体，促进煤体产生大量的裂隙，高压能气体在煤层内部的裂隙中流动，不仅可以带动瓦斯在煤体内部运移，还能改善煤层内孔隙之间的连通性，特别是大孔的孔容及其百分比在冲击波作用之后将会得到有效提高，有利于气体的渗流，可以改善煤层的渗透性；在此之前，脉冲瓦斯泵也开始工作，同时利用脉冲瓦斯泵从煤体中脉冲抽放气体在抽力作用下，气体会携带瓦斯沿着管路被抽出来，这样就形成即抽又压的循环循环脉冲抽压***，这样就提高了煤体的透气性。
本发明内容包括脉冲气体压缩装置、脉冲瓦斯抽放泵、气体输送钢管、输气钢管、煤体的抽气孔、输气孔。整个抽采钻孔施工完成后，对抽采钻孔用注浆袋将整个钻孔段的瓦斯管和钻孔之间的密封。利用钢管将气体输送与瓦斯抽采钢管分别连接起来，依次接入脉冲气体压缩装置、脉冲瓦斯泵。
脉冲瓦斯抽放泵提供外部抽力，将煤体当中的游离瓦斯被瓦斯脉冲性地抽出来，这样即使煤体增透产生裂隙又将其排出煤层，而这些瓦斯气体会被集中抽放到地面的瓦斯存储设备当中，进行科学合理地利用。
脉冲瓦斯抽放泵工作后脉冲气体压缩泵开始工作，在脉冲气体的作用下，气体被赋予一定的能量，这些气体被输入煤层，使瓦斯向抽放孔一侧渗流，一方面可以增加煤层的透气性，储存在煤体中的游离瓦斯也会因脉冲瓦斯抽放泵产生的抽力而被释放出来，另一方面可以加速煤层内部游离瓦斯的运动。
本发明适用于煤层巷道掘进时煤层渗透性比较低的高瓦斯矿井，应用于本煤层预抽煤体瓦斯的过程，前景广泛。
附图说明
图1是煤层巷道脉冲抽压煤体瓦斯装置的抽、压瓦斯装置的示意图；
图2是煤层巷道脉冲抽压煤体瓦斯装置的抽、压瓦斯装置在钻孔的布置示意图。
具体实施方式
本发明结合附图对脉冲抽压煤体瓦斯装置做详细的阐述。
根据附图，本发明由两部分组成：
一部分抽放***由瓦斯抽放钻孔(2)，脉冲瓦斯抽放泵(3)，排放管(6’)组成；
另一部分脉冲压缩***由瓦斯抽放钻孔(9)、脉冲管(6)，脉冲气体压缩泵(7)组成。
选取指定的本煤层(1)掘进巷道时，依据事先预定好的位置安装本装置，最外排的瓦斯抽放钻孔(2)安装脉冲瓦斯抽放泵(3)，排放管(6’)；中间瓦斯抽放钻孔(2)安装脉冲瓦斯抽放泵(3)，排放管(6’)；启动脉冲压缩气体装置，开始向煤层内输入大量的气体，这些高能气体作用于煤体，其内部的孔隙裂隙将发生扩展，随着冲击次数的增加，煤体的抗疲劳强度将会减弱，尺寸较小的孔隙裂隙也开始破裂，将增加孔隙之间的连通性；在此之前，开启脉冲瓦斯抽放泵，对煤层中的瓦斯进行即抽又压。二者同时工作，在煤层内部形成一进一出的回路，增强煤体的透气性，可以提高瓦斯的抽采效率，采掘进的煤体范围内不产生抽放“盲区”，本发明具有广阔的应用前景，推广应用具有广泛的使用价值和社会效益。
Claims (2)
1.一种煤层巷道脉冲抽压煤体瓦斯装置，其特征在于：
它由脉冲抽放***和脉冲压缩***组成；
抽放***由瓦斯抽放钻孔(2)，脉冲瓦斯抽放泵(3)，排放管(6’)组成；
脉冲压缩***由瓦斯抽放钻孔(9)、脉冲管(6)，脉冲气体压缩泵(7)组成。
2.根据权利要求书1所述的煤层巷道脉冲抽压煤体瓦斯装置，其操作方法在于：
在本煤层(1)掘进巷道时，依据事先预定好的位置安装本装置，最外排的瓦斯抽放钻孔(2)安装脉冲瓦斯抽放泵(3)，排放管(6’)；中间瓦斯抽放钻孔(2)安装脉冲瓦斯抽放泵(3)，排放管(6’)；启动脉冲压缩气体装置，开始向煤层内输入大量的气体，这些高能气体作用于煤体，其内部的孔隙裂隙将发生扩展，随着冲击次数的增加，煤体的抗疲劳强度将会减弱，尺寸较小的孔隙裂隙也开始破裂，将增加孔隙之间的连通性；在此之前，开启脉冲瓦斯抽放泵，对煤层中的瓦斯进行即抽又压，二者同时工作，在煤层内部形成一进一出的回路，增强煤体的透气性。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN112459997A (zh) * | 2020-11-25 | 2021-03-09 | 吕梁学院 | 一种低渗透煤层气增透用压缩装置 |
| CN114320445A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-04-12 | 中国矿业大学 | 一种低透气性松软煤层气动脉冲冲孔增透方法 |
| CN117432461A (zh) * | 2023-12-15 | 2024-01-23 | 太原理工大学 | 一种钻孔瓦斯脉冲式抽采装置及抽采方法 |
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Application publication date: 20170919 |
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