CN110656937A - 一种流态化煤气同采***及其同采方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种流态化煤气同采***及其同采方法，流态化煤气同采***包括水力开采部分、井底煤岩处理部分和煤岩输送部分。本发明水力开采过程中释放的瓦斯可以通过采煤钻井顶部的瓦斯抽采斜孔被瓦斯抽采泵抽采，水力开采出的煤岩混合物可以通过井底煤岩处理部分和煤岩输送部分进行煤岩分离后分类运输上井，水力开采部分与井底煤岩处理部分各自工作、互不影响，可极大提高水力开采工艺的可靠性和开采效率；可以实现无人开采的自动化作业，大大提高煤与瓦斯突出煤层的开采安全性；适用于对边角煤和鸡窝煤等含煤少、地质条件复杂的煤层资源进行开采，特别适用于对煤与瓦斯易突出的松软煤层进行煤矿开采。

Description

一种流态化煤气同采***及其同采方法

技术领域

本发明涉及一种煤体与瓦斯的同采***及其同采方法，具体是一种流态化煤体与瓦斯的同采***及其同采方法，属于煤矿开采技术领域。

背景技术

中国煤矿的瓦斯灾害严重，很多矿区在煤炭开采过程中都面临着严重的煤与瓦斯突出风险。目前除了少量的露天采煤外，中国超过90％的煤矿均采用井工开采的方式，即通过在井下布置采煤巷道进行采煤，并通过运输***将煤运输到地面，其中最常用的方式是长壁后退式工作面采煤法。

采用井工方式开采煤与瓦斯突出煤层时，一方面，为了消除突出威胁，往往需要掘进大量的辅助巷道和施工大量的抽采钻孔抽采突出煤层的瓦斯，不仅经济成本高、而且灾害治理效率低；此外，虽然已经实现机械化采煤，但井下生产作业仍需大量的人力，一旦发生煤与瓦斯突出事故，将造成大量人员伤亡，因此井工开采的安全性不高；另一方面，井工模式采煤过程中，在采区中往往不可避免地残留一部分边角块段及各种小煤柱(俗称“边角煤”)，由于边角煤形状及煤厚变化较大，因此导致大型综采设备无法适用于开采边角煤，且边角煤开采条件通常较复杂，如开采压力大、顶板破碎等会导致边角煤开采难度较大，因此常常被放弃开采；再一方面，针对煤层分布不连续的团状煤炭资源(俗称“鸡窝煤”)，若以井工开采的方式进行采煤，因煤炭资源不连续且含量较少，因此会导致以井工开采的方式的性价比极低，通常会以没有开采价值而放弃开采。然而，放弃开采边角煤和鸡窝煤等含煤少、地质条件复杂的煤炭，往往造成煤炭资源的浪费。

现有技术中利用地面钻井实施水力采煤是解决上述问题的一种方法。钻井水力采煤取消了井下巷道，操作人员在地面操作，因此不存在井下安全问题，既大幅度降低开采成本，也提升了采煤的安全性；钻井水力采煤的采煤区域是以钻井为圆心、半径15～30m的范围，单个钻井的采煤区域较小，因此钻井的布置更灵活，非常适合开采边角煤和鸡窝煤等含煤少的煤炭资源；且煤与瓦斯突出煤层的煤一般较软，煤的坚固性系数f值一般小于0.5，钻井水力采煤非常适合开采煤与瓦斯突出煤层。

针对钻井水力采煤技术，申请号为02129521.2的中国发明专利公开了一种无人下井钻孔水力采煤方法，其公开了在竖井中安装的开采管柱包含了高压水通道、压缩空气通道和返渣筒。但这样的结构在实际应用过程中不仅控制较困难，还可能发生相互影响导致功能失效，存在开采装备及工艺复杂的问题，并且高压水通道和压缩空气通道大大压缩了返渣筒的空间，且水力开采过程中无法同时对返渣筒进行提升，从而导致开采效率较低。其他现有技术提出的钻井水力采煤方法，均存在上述问题，造成钻井水力采煤法在煤矿现场应用非常困难，严重限制了该方法的推广应用。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种流态化煤气同采***及其同采方法，针对边角煤和鸡窝煤等含煤少、地质条件复杂的煤层资源进行开采时可以在操作简便、控制可靠的前提下实现提高开采效率，特别适用于对煤与瓦斯易突出的松软煤层进行煤矿开采。

为实现上述目的，本流态化煤气同采***包括水力开采部分、井底煤岩处理部分和煤岩输送部分；

所述的水力开采部分包括采煤钻井、瓦斯抽采斜孔、储水罐、高压注水泵、瓦斯抽采泵、输运管旋转装置、高压输运管和高压射流器；自地面打入的采煤钻井贯穿煤层设置；瓦斯抽采斜孔倾斜设置在采煤钻井的顶部、且瓦斯抽采斜孔的底端与采煤钻井贯通设置；输运管旋转装置设置在采煤钻井的井口位置；空心结构的高压输运管穿入设置在采煤钻井内、且高压输运管与输运管旋转装置安装连接，高压输运管或输运管旋转装置上还设有输运管升降控制机构；高压射流器安装在高压输运管的底端、且高压射流器的喷射方向与煤层平行设置；储水罐、高压注水泵、瓦斯抽采泵、和输运管旋转装置均设置在地面，储水罐与高压注水泵的输入端连通连接，高压注水泵的输出端与高压输运管的内腔密封安装连接，瓦斯抽采泵的输入端与瓦斯抽采斜孔的顶端密闭安装连接；

所述的井底煤岩处理部分包括底巷道、煤岩收集箱、煤岩分选装置、煤粒粉碎机和岩粒粉碎机；底巷道设置在采煤钻井的下方，穿过煤层的采煤钻井的底端向下延伸与底巷道贯通设置；煤岩收集箱、煤岩分选装置、煤粒粉碎机和岩粒粉碎机均设置在底巷道内，煤岩收集箱对接设置在采煤钻井底端的正下方，煤岩收集箱的对接位置上设有倾斜设置的筛网；煤岩分选装置的入料口与位于筛网以上部分的煤岩收集箱通过倾斜通道连通连接，煤岩分选装置的煤粒出料口端与煤粒粉碎机的入料口端连通连接，煤岩分选装置的岩粒出料口端与岩粒粉碎机的入料口端连通连接；

所述的煤岩输送部分包括输运立井、输运水泵、输运总管、输运分管Ⅰ、输运分管Ⅱ、水煤浆管路、水岩浆管路、井底加压泵、分级加压泵、煤浆沉淀池、岩浆沉淀池；自地面打入的输运立井的底部与底巷道贯通设置；水煤浆管路的一端与煤粒粉碎机的排料口连通连接、另一端穿入输运立井并与位于地面的煤浆沉淀池连接，水岩浆管路的一端与岩粒粉碎机的排料口连通连接、另一端穿入输运立井并与位于地面的岩浆沉淀池连接，水煤浆管路和水岩浆管路上均分别设有井底加压泵和分级加压泵；输运水泵设置在底巷道内，输运水泵的输入端与位于筛网以下部分的煤岩收集箱连通连接，输运水泵的出入端与输运总管连通连接；输运分管Ⅰ的一端与水煤浆管路连通连接、另一端与输运总管连通连接；输运分管Ⅱ的一端与水岩浆管路连通连接、另一端与输运总管连通连接；煤浆沉淀池和岩浆沉淀池分别通过水净化泵送装置和管路与储水罐连通连接。

作为本发明的进一步改进方案，高压输运管上设有三通控制阀，三通控制阀的竖直方向设置的两路通路分别与高压输运管和高压射流器连通连接，三通控制阀的另一通路上安装有注浆嘴；流态化煤气同采***还包括充填部分，充填部分包括设置在地面的浆液搅拌站、胶囊注水泵、注浆泵和安装在高压输运管上的胶囊注水管、封堵胶囊，封堵胶囊是套接定位安装在高压输运管上的环状密封袋结构，封堵胶囊包括分别紧贴设置在注浆嘴上方和下方的上封堵胶囊和下封堵胶囊，上封堵胶囊和下封堵胶囊之间通过连通管连通连接，上封堵胶囊通过胶囊注水孔与胶囊注水管的底端连通连接，胶囊注水管的顶端与胶囊注水泵的输出端密封安装连接，胶囊注水泵的输入端与储水罐连通连接，注浆泵的输入端与浆液搅拌站的输出端连通连接，注浆泵的输出端与高压输运管的内腔密封安装连接，充填部分还包括胶囊复位结构，胶囊复位结构是设置在地面的胶囊排水泵、且胶囊排水泵的输入端通过滑环结构与胶囊注水管的顶端密封安装连接，或者胶囊复位结构是设置在下封堵胶囊底端的排水嘴、且排水嘴上设有可控制排水嘴通断的封堵控制结构；岩浆沉淀池通过泥浆输送机与浆液搅拌站的输入端连接。

作为本发明的进一步改进方案，注浆嘴沿高压输运管的周向方向设置为多个、且多个注浆嘴互相贯通设置。

作为本发明的进一步改进方案，输运分管Ⅰ和输运分管Ⅱ之间的输运总管上设有分流阀门。

作为本发明的进一步改进方案，输运分管Ⅰ和输运分管Ⅱ之间的输运总管上设有分流阀门，且三通控制阀和分流阀门均是电控阀门结构；倾斜通道上设有重量传感器；本流态化煤气同采***还包括集中电控部分，集中电控部分包括中央控制器、水力开采控制回路、井底煤岩处理控制回路、煤岩输送控制回路和充填控制回路，中央控制器分别与水力开采部分的高压注水泵、瓦斯抽采泵、输运管旋转装置、输运管升降控制机构、三通控制阀电连接，中央控制器分别与井底煤岩处理部分的重量传感器、煤岩分选装置、煤粒粉碎机和岩粒粉碎机电连接，中央控制器分别与煤岩输送部分的输运水泵、分流阀门、井底加压泵、分级加压泵、水净化泵送装置电连接，中央控制器分别与充填部分的浆液搅拌站、胶囊注水泵、注浆泵、胶囊复位结构、泥浆输送机电连接。

作为本发明的进一步改进方案，采煤钻井相邻等距设置为多个，多个采煤钻井共用一个井底煤岩处理部分，非位于底巷道正上方的采煤钻井通过连通斜孔与底巷道的顶部贯通设置。

一种流态化煤气同采***的同采方法，具体包括以下步骤：

a.建井施工：首先在采用探地雷达探测法确定待采煤层的埋深、厚度及范围的基础上，施工开拓输运立井和底巷道后施工采煤钻井和瓦斯抽采斜孔，然后在输运立井井口附近施工煤浆沉淀池和岩浆沉淀池；

b.地面施工：在采煤钻井井口附近布置储水罐、高压注水泵、瓦斯抽采泵，在采煤钻井井口位置安装输运管旋转装置；根据煤层的埋深确定高压输运管的长度后，向采煤钻井中下入底端安装有高压射流器的高压输运管，并使射流器位于煤层的埋深范围内，然后将高压输运管与输运管旋转装置安装连接，最后连接各个管路；

c.井下施工：先在底巷道内布置安装煤岩收集箱、煤岩分选装置、煤粒粉碎机、岩粒粉碎机和输运水泵，然后铺设连接输运水泵、输运总管、输运分管Ⅰ、输运分管Ⅱ、水煤浆管路、水岩浆管路、井底加压泵和分级加压泵；

d.水力开采：当所有的设备均安装完毕后，先控制输运管升降控制机构使高压射流器下降至煤层的埋深范围下限位置，然后依次启动高压水泵、输运管旋转装置和瓦斯抽采泵，储水罐中的水经高压水泵增压后通过高压管和高压输运管输送至高压射流器、并经高压射流器的喷嘴喷射形成高压水射流，同时输运管旋转装置带动高压输运管旋转使高压水射流在圆周范围内破碎煤层，然后控制输运管升降控制机构使高压射流器一边旋转、一边按设定的速度匀速上升，直至高压射流器上升至煤层的埋深范围上限位置，即完成一次开采过程；依次类推，控制输运管升降控制机构使高压射流器上下往复移动，直至将开采范围内的煤层开采完毕；

开采过程中，高压水射流冲击破碎煤层形成煤粒，高压水射流冲击破碎岩层形成岩粒，煤层和岩层被水射流冲击破碎的同时，抽采煤壁暴露区域和已破碎煤粒释放出的瓦斯在瓦斯抽采泵的负压作用下沿采煤钻井向上方移动、并经瓦斯抽采斜孔排出；破碎后的煤粒和岩粒在水流的冲刷作用下沿采煤钻井向下方流动进入煤岩收集箱，在筛网的分隔作用下，煤粒和岩粒被分隔在筛网上方、并沿倾斜通道滚动到煤岩分选装置中，而水则经筛网流至煤岩收集箱的下部；

e.煤岩分离运输：启动煤岩分选装置、煤粒粉碎机、岩粒粉碎机、输运水泵、井底加压泵和分级加压泵；煤岩分选装置将煤岩混合物进行煤、岩分离，并将分离后的煤粒和岩粒分别通过煤粒出料口端和岩粒出料口端输送至煤粒粉碎机和岩粒粉碎机中，煤粒粉碎机将煤粒粉碎为煤粉、并将煤粉持续排入水煤浆管路，岩粒粉碎机将岩粒粉碎为岩粉、并将岩粉持续排入至水岩浆管路；煤粒粉碎机和岩粒粉碎机工作的同时，煤岩收集箱中的水经输运水泵增压后进入输运总管、并分别经输运分管Ⅰ和输运分管Ⅱ泵入水煤浆管路和水岩浆管路；水和煤粉混合后的水煤浆被井底加压泵和分级加压泵增压后沿水煤浆管路输送至地面的煤浆沉淀池中，水和岩粉混合后的水岩浆被井底加压泵和分级加压泵增压后沿水岩浆管路输送至地面的岩浆沉淀池中；煤浆沉淀池和岩浆沉淀池中的水通过水净化泵送装置后被输送至储水罐中进行循环利用。

作为本发明的进一步改进方案，步骤b中在向采煤钻井中下入高压输运管之前，先根据煤层的埋深及厚度选择合适高度的上封堵胶囊和下封堵胶囊，并将上封堵胶囊、下封堵胶囊和胶囊注水管定位安装在高压输运管上，完成安装后再向采煤钻井中下入高压输运管；

步骤d进行前，先控制三通控制阀使高压输运管和高压射流器处于连通状态，水力开采过程中根据排出的水煤浆和水岩浆的总量换算计算采空区的体积数值；

步骤e之后还包括步骤f.采空区充填：在将可开采范围内的煤和瓦斯全部采出后，关闭高压水泵、输运管旋转装置、瓦斯抽采泵、煤岩分选装置、煤粒粉碎机、岩粒粉碎机和输运水泵，根据煤层的厚度控制输运管升降控制机构使高压输运管下移设定距离以保证上封堵胶囊和下封堵胶囊分别位于采煤钻井贯穿采空区的上口位置和下口位置，然后启动胶囊注水泵，压力水经胶囊注水管进入上封堵胶囊和下封堵胶囊将上封堵胶囊和下封堵胶囊撑开支撑在采空区的上口位置和下口位置上、实现封堵；然后先控制三通控制阀使高压输运管和注浆嘴处于连通状态，再启动注浆泵，充填浆液经高压输运管、注浆嘴进入采空区，实现注浆充填；待注浆量达到根据采空区的体积设置的设定值后关闭注浆泵，然后启动高压水泵使储水罐中的水经高压水泵进入高压输运管、对高压输运管进行冲洗，将滞留在高压输运管内的充填浆液冲入采空区，至设定冲洗时间后关闭高压水泵、并控制三通控制阀使高压输运管和注浆嘴处于关闭状态；待采空区内的浆液凝固后，先控制胶囊复位结构使封堵胶囊进行排水复位、再向上提升高压输运管并将其自采煤钻井内取出。

作为本发明的进一步改进方案，针对煤层赋存范围面积较大的煤田，采煤钻井相邻等距设置为多个，当采煤盲区周围的采煤钻井均对采空区进行填充处理后，直接在采煤盲区上方施工新的采煤钻井继续对采煤盲区开采。

作为本发明的进一步改进方案，针对煤层赋存条件为上下分布有多层煤层的煤层群煤田，底巷道设置在煤层群的下方，并采取自下而上的煤层开采顺序。

与现有技术相比，本流态化煤气同采***由于除了设有水力开采部分之外、还设有井底煤岩处理部分和煤岩输送部分，水力开采过程中释放的瓦斯可以通过采煤钻井顶部的瓦斯抽采斜孔被瓦斯抽采泵抽采，水力开采出的煤岩混合物可以通过井底煤岩处理部分和煤岩输送部分进行煤岩分离后的分类运输上井，而水力开采部分与井底煤岩处理部分是分置安装设置，可以各自工作、互不影响，因此可以极大提高水力开采工艺的可靠性和开采效率；采用煤炭从井下向地面的流态化管道运输，一方面可以避免煤炭在运输过程中向巷道空间释放瓦斯、降低安全风险，另一方面可以避免扬尘、保持井下巷道清洁，再一方面可以减小采煤钻井的钻孔直径尺寸；虽然设置有底巷道，但与传统的井工煤矿相比，巷道施工工程量大大减少，且在设置集中电控部分的前提下可以实现无人开采的自动化作业，可大大提高煤与瓦斯突出煤层的开采安全性；由于设有充填部分、且充填注浆与水力切割共用同一个高压输运管，因此可以在不额外设置注浆管的前提下实现水力开采后对开采后的采空区进行充填作业，从而可以实现采煤钻井较小的直径尺寸，针对边角煤和鸡窝煤等含煤少、地质条件复杂的煤层资源进行开采时可以在操作简便、控制可靠的前提下实现提高开采效率，特别适用于对煤与瓦斯易突出的松软煤层进行煤矿开采。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明进行采空区充填时的结构示意图；

图3是本发明多个采煤钻井共用一个底巷道的三维结构示意图；

图4是本发明多个采煤钻井共用一个底巷道的纵截面结构示意图；

图5是本发明对采煤盲区开采的结构示意图；

图6是本发明针对煤层群煤田进行开采的结构示意图。

图中：1、储水罐；2、高压注水泵；3、高压管；4、输运管旋转装置；5、高压输运管；6、高压射流器；7、高压水射流；8、煤粒；9、瓦斯；10、岩粒；11、抽采斜孔；12、抽采泵；13、底巷道；14、煤岩收集箱；15、筛网；16、煤岩分选装置；17、煤粒粉碎机；18、岩粒粉粒机；19、输运水泵；20、输运总管；20-1、输运分管Ⅰ；20-2、输运分管Ⅱ；21、分流阀门；22、水煤浆管路；23、水岩浆管路；24、井底加压泵；25、分级加压泵；26、煤浆沉淀池；27、岩浆沉淀池；28、采煤钻井；29、输运立井；30、煤层；31、封堵胶囊；31-1、上封堵胶囊；31-2、下封堵胶囊；32、连通管；33、注浆嘴；34、胶囊注水管；35、胶囊注水孔；36、倾斜通道；37、重量传感器；38、三通控制阀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

如图1所示，本流态化煤气同采***包括水力开采部分、井底煤岩处理部分和煤岩输送部分。

所述的水力开采部分包括采煤钻井28、瓦斯抽采斜孔11、储水罐1、高压注水泵2、瓦斯抽采泵12、输运管旋转装置4、高压输运管5和高压射流器6；自地面打入的采煤钻井28贯穿煤层30设置；瓦斯抽采斜孔11倾斜设置在采煤钻井28的顶部、且瓦斯抽采斜孔11的底端与采煤钻井28贯通设置；输运管旋转装置4设置在采煤钻井28的井口位置；空心结构的高压输运管5穿入设置在采煤钻井28内、且高压输运管5与输运管旋转装置4安装连接，高压输运管5或输运管旋转装置4上还设有输运管升降控制机构，输运管升降控制机构可以是配合的螺旋升降结构、也可以是液压缸升降结构等其他升降结构；高压射流器6安装在高压输运管5的底端、且高压射流器6的喷射方向与煤层30平行设置；储水罐1、高压注水泵2、瓦斯抽采泵12、和输运管旋转装置4均设置在地面，储水罐1与高压注水泵2的输入端连通连接，高压注水泵2的输出端通过高压水管3与高压输运管5的内腔通过滑环结构密封安装连接，瓦斯抽采泵12的输入端通过管路与瓦斯抽采斜孔11的顶端密闭安装连接。

所述的井底煤岩处理部分包括底巷道13、煤岩收集箱14、煤岩分选装置16、煤粒粉碎机17和岩粒粉碎机18；底巷道13设置在采煤钻井28的下方，穿过煤层30的采煤钻井28的底端向下延伸与底巷道13贯通设置；煤岩收集箱14、煤岩分选装置16、煤粒粉碎机17和岩粒粉碎机18均设置在底巷道13内，煤岩收集箱14对接设置在采煤钻井28底端的正下方，煤岩收集箱14的对接位置上设有倾斜设置的筛网15，筛网15可以是振动筛结构；煤岩分选装置16的入料口与位于筛网15以上部分的煤岩收集箱14通过倾斜通道36连通连接，用于对煤岩混合物进行分选，煤岩分选装置16可以采用螺旋分选机、重介质旋流分选机等分选机结构，煤岩分选装置16的煤粒出料口端与煤粒粉碎机17的入料口端连通连接，煤岩分选装置16的岩粒出料口端与岩粒粉碎机18的入料口端连通连接，煤粒粉碎机17和岩粒粉碎机18可以采用颚式破碎机、反击式破碎机等破碎机结构。

所述的煤岩输送部分包括输运立井29、输运水泵19、输运总管20、输运分管Ⅰ20-1、输运分管Ⅱ20-2、水煤浆管路22、水岩浆管路23、井底加压泵24、分级加压泵25、煤浆沉淀池26、岩浆沉淀池27；自地面打入的输运立井29的底部与底巷道13贯通设置；水煤浆管路22的一端与煤粒粉碎机17的排料口连通连接、另一端穿入输运立井29并与位于地面的煤浆沉淀池26连接，水岩浆管路23的一端与岩粒粉碎机18的排料口连通连接、另一端穿入输运立井29并与位于地面的岩浆沉淀池27连接，水煤浆管路22和水岩浆管路23上均分别设有井底加压泵24和分级加压泵25；输运水泵19设置在煤岩收集箱14附近，输运水泵19的输入端与位于筛网15以下部分的煤岩收集箱14连通连接，输运水泵19的出入端与输运总管20连通连接；输运分管Ⅰ20-1的一端与水煤浆管路22连通连接、另一端与输运总管20连通连接；输运分管Ⅱ20-2的一端与水岩浆管路23连通连接、另一端与输运总管20连通连接；煤浆沉淀池26和岩浆沉淀池27分别通过水净化泵送装置和管路与储水罐1连通连接。

利用本流态化煤气同采***进行开采作业，首先进行建井施工，在采用探地雷达探测法确定待采煤层的埋深、厚度及大致范围的基础上，施工开拓输运立井29和底巷道13后施工采煤钻井28和瓦斯抽采斜孔11，然后在输运立井29井口附近施工煤浆沉淀池26和岩浆沉淀池27；

再进行地面施工，在采煤钻井28井口附近布置储水罐1、高压注水泵2、瓦斯抽采泵12，在采煤钻井28井口位置安装输运管旋转装置4；根据煤层30的埋深确定高压输运管5的长度后，向采煤钻井28中下入底端安装有高压射流器6的高压输运管5，并使射流器6位于煤层30的埋深范围内，然后将高压输运管5与输运管旋转装置4安装连接，最后连接各个管路；

然后进行井下施工，先在底巷道13内布置安装煤岩收集箱14、煤岩分选装置16、煤粒粉碎机17、岩粒粉碎机18和输运水泵19，然后铺设连接输运水泵19、输运总管20、输运分管Ⅰ20-1、输运分管Ⅱ20-2、水煤浆管路22、水岩浆管路23、井底加压泵24和分级加压泵25；

当所有的设备均安装完毕后，操作人员先控制输运管升降控制机构使高压射流器6下降至煤层30的埋深范围下限位置，然后依次启动高压水泵2、输运管旋转装置4和瓦斯抽采泵12，储水罐1中的水经高压水泵2增压后以高压力、大流量的状态通过高压管3和高压输运管5输送至高压射流器6、并经高压射流器6的喷嘴喷射形成高压水射流7，同时输运管旋转装置4带动高压输运管5旋转使高压水射流7在圆周范围内破碎煤层30，然后操作人员控制输运管升降控制机构使高压射流器6一边旋转、一边按设定的速度匀速上升，直至高压射流器6上升至煤层30的埋深范围上限位置，即完成一次开采过程；依次类推，控制输运管升降控制机构使高压射流器6上下往复移动，直至将开采范围内的煤层30开采完毕；

开采过程中，高压水射流7冲击破碎煤层30形成煤粒8，在高压水射流7破碎煤层30的过程中，特别是当高压射流器6分别在煤层30的底部和顶部工作时，会不可避免地发生高压水射流7冲击岩层产生岩粒10的情况，煤层30和岩层被水射流破碎的同时，抽采煤壁暴露区域和已破碎煤粒8释放出的瓦斯9，在瓦斯抽采泵12的负压作用下，瓦斯9沿采煤钻井28向上方移动、并经瓦斯抽采斜孔11排出，实现瓦斯抽排；破碎后的煤粒8和岩粒10在水流的冲刷作用下沿采煤钻井28向下方流动进入煤岩收集箱14，在筛网15的分隔作用下，煤粒8和岩粒10被分隔在筛网15上方、并沿倾斜通道36滚动到煤岩分选装置16中，而水则经筛网15流至煤岩收集箱14的下部；

操作人员启动煤岩分选装置16、煤粒粉碎机17、岩粒粉碎机18、输运水泵19、井底加压泵24和分级加压泵25；煤岩分选装置16将煤岩混合物进行煤、岩分离，并将分离后的煤粒8和岩粒10分别通过煤粒出料口端和岩粒出料口端输送至煤粒粉碎机17和岩粒粉碎机18中，煤粒粉碎机17将煤粒8粉碎为煤粉、并将煤粉持续排入水煤浆管路22，岩粒粉碎机18将岩粒10粉碎为岩粉、并将岩粉持续排入至水岩浆管路23；煤粒粉碎机17和岩粒粉碎机18工作的同时，煤岩收集箱14中的水经输运水泵19增压后进入输运总管20、并分别经输运分管Ⅰ20-1和输运分管Ⅱ20-2泵入水煤浆管路22和水岩浆管路23；水和煤粉混合后的水煤浆被井底加压泵24和分级加压泵25增压后沿水煤浆管路22输送至地面的煤浆沉淀池26中，水和岩粉混合后的水岩浆被井底加压泵24和分级加压泵25增压后沿水岩浆管路23输送至地面的岩浆沉淀池27中；

煤浆沉淀池26和岩浆沉淀池27中的水通过水净化泵送装置后被输送至储水罐1中进行循环利用。

为了实现对采空区的充填，作为本发明的进一步改进方案，高压输运管5上设有三通控制阀38，三通控制阀38的竖直方向设置的两路通路分别与高压输运管5和高压射流器6连通连接，三通控制阀38的另一通路上安装有注浆嘴33，注浆嘴33可以沿高压输运管5的周向方向设置为多个、且多个注浆嘴33互相贯通设置；本流态化煤气同采***还包括充填部分，充填部分包括设置在地面的浆液搅拌站、胶囊注水泵、注浆泵和安装在高压输运管5上的胶囊注水管34、封堵胶囊31，封堵胶囊31是套接定位安装在高压输运管5上的环状密封袋结构，封堵胶囊31包括分别紧贴设置在注浆嘴33上方和下方的上封堵胶囊31-1和下封堵胶囊31-2，上封堵胶囊31-1和下封堵胶囊31-2之间通过连通管32连通连接，上封堵胶囊31-1通过胶囊注水孔35与胶囊注水管34的底端连通连接，胶囊注水管34的顶端通过滑环结构与胶囊注水泵的输出端密封安装连接，胶囊注水泵的输入端与储水罐1连通连接，注浆泵的输入端与浆液搅拌站的输出端连通连接，注浆泵的输出端通过滑环结构与高压输运管5的内腔密封安装连接，充填部分还包括胶囊复位结构，胶囊复位结构可以是设置在地面的胶囊排水泵、且胶囊排水泵的输入端通过滑环结构与胶囊注水管34的顶端密封安装连接，通过控制胶囊排水泵的负压吸水实现封堵胶囊31的排水复位，胶囊复位结构也可以是设置在下封堵胶囊31-2底端的排水嘴、且排水嘴上设有可控制排水嘴通断的封堵控制结构，封堵控制结构可以采用电控阀门封堵控制结构、也可以采用封堵胶塞进行封堵的机械式封堵控制结构等结构；岩浆沉淀池27通过泥浆输送机与浆液搅拌站的输入端连接，即将岩浆沉淀池27中的岩粉输送至浆液搅拌站中进行循环利用。进行地面施工时，向采煤钻井28中下入高压输运管5之前，先根据煤层30的埋深及厚度选择合适高度的上封堵胶囊31-1和下封堵胶囊31-2，并将上封堵胶囊31-1、下封堵胶囊31-2和胶囊注水管34定位安装在高压输运管5上，为了防止因高压输运管5的旋转而造成上封堵胶囊31-1和下封堵胶囊31-2与采煤钻井28内壁发生剐蹭、进而造成上封堵胶囊31-1和下封堵胶囊31-2的损伤，可以将上封堵胶囊31-1和下封堵胶囊31-2通过适当韧性的柔性绳捆绑在高压输运管5上，完成安装后再向采煤钻井28中下入高压输运管5；水力开采作业前，控制三通控制阀38使高压输运管5和高压射流器6处于连通状态，即可进行水力开采，水力开采过程中可以根据排出的水煤浆和水岩浆的总量换算计算采空区的体积数值；在将可开采范围内的煤和瓦斯全部采出后，关闭高压水泵2、输运管旋转装置4、瓦斯抽采泵12、煤岩分选装置16、煤粒粉碎机17、岩粒粉碎机18和输运水泵19，然后如图2所示，操作人员根据煤层30的厚度控制输运管升降控制机构使高压输运管5下移设定距离以保证上封堵胶囊31-1和下封堵胶囊31-2分别位于采煤钻井28贯穿采空区的上口位置和下口位置，然后操作人员先控制三通控制阀38使高压输运管5和注浆嘴33处于连通状态，再启动胶囊注水泵，压力水经胶囊注水管34进入上封堵胶囊31-1和下封堵胶囊31-2将上封堵胶囊31-1和下封堵胶囊31-2撑开支撑在采空区的上口位置和下口位置上、实现封堵，然后操作人员启动注浆泵，充填浆液即经高压输运管5、注浆嘴33进入采空区，实现注浆充填，待注浆量达到根据采空区的体积设置的设定值后关闭注浆泵，然后启动高压水泵2使储水罐1中的水经高压水泵2进入高压输运管5、对高压输运管5进行冲洗，将滞留在高压输运管5内的充填浆液冲入采空区、可以避免高压输运管5内存在浆液凝固现象，至设定冲洗时间后关闭高压水泵2、并控制三通控制阀38使高压输运管5和注浆嘴33处于关闭状态；待采空区内的浆液凝固后，操作人员控制胶囊复位结构使封堵胶囊31进行排水复位，由于上封堵胶囊31-1和下封堵胶囊31-2紧贴设置在注浆嘴33上方和下方，因此上封堵胶囊31-1和下封堵胶囊31-2之间的间距较小，进而形成的浆液凝固体较薄，可直接向上提升高压输运管5并取出即可。

由于在不同的时间段内岩粒10的产生量不同，因此需流向水岩浆管路23中的水量也不同，为了避免压力损失造成浪费，作为本发明的进一步改进方案，输运分管Ⅰ20-1和输运分管Ⅱ20-2之间的输运总管20上设有分流阀门21，通过控制分流阀门21的开度，可控制各分管的水流量，从而避免压力损失造成浪费。

为了实现自动化控制，作为本发明的进一步改进方案，三通控制阀38和分流阀门21均是电控阀门结构；倾斜通道36上设有重量传感器37；本流态化煤气同采***还包括集中电控部分，集中电控部分包括中央控制器、水力开采控制回路、井底煤岩处理控制回路、煤岩输送控制回路和充填控制回路，中央控制器分别与水力开采部分的高压注水泵2、瓦斯抽采泵12、输运管旋转装置4、输运管升降控制机构、三通控制阀38电连接，中央控制器分别与井底煤岩处理部分的重量传感器37、煤岩分选装置16、煤粒粉碎机17和岩粒粉碎机18电连接，中央控制器分别与煤岩输送部分的输运水泵19、分流阀门21、井底加压泵24、分级加压泵25、水净化泵送装置电连接，中央控制器分别与充填部分的浆液搅拌站、胶囊注水泵、注浆泵、胶囊复位结构、泥浆输送机电连接。水力开采过程中，当重量传感器37反馈由煤岩收集箱14输出的煤岩混合物的输出量小于设定值时，即完成开采范围内的煤层30的开采，此时中央控制器控制关闭煤岩分选装置16、煤粒粉碎机17、岩粒粉碎机18、输运水泵19、井底加压泵24和分级加压泵25，启动充填控制回路。

水力开采的范围通常是半径15～30m的范围，针对煤层赋存范围面积较大的煤田，如图5所示，采煤钻井28可根据水力开采范围相邻等距设置为多个，如图3、图4所示，多个采煤钻井28可共用一个井底煤岩处理部分，非位于底巷道13正上方的采煤钻井28可通过连通斜孔与底巷道13的顶部贯通设置。如图5所示，采煤钻井28等间距布置开采完成后，由于水力开采范围是圆形分布，因此采煤钻井28之间仍然存在采煤盲区，当采煤盲区周围的采煤钻井28均对采空区进行填充处理后，可以直接在采煤盲区正中间施工新的采煤钻井28继续开采，即可实现对采煤盲区的开采。

煤层赋存条件若为煤层群，即煤田内部上下分布有多层煤层，如图6所示，底巷道13设置在煤层群的下方，以煤层30是两层为例，由于先开采下部煤层的情况下上覆煤层受采动影响会适量卸压、降低压力集中以及裂隙发育，有利于后续煤层开采和瓦斯抽采，因此采取自下而上的煤层开采顺序。

本流态化煤气同采***由于除了设有水力开采部分之外、还设有井底煤岩处理部分和煤岩输送部分，水力开采过程中释放的瓦斯可以通过采煤钻井28顶部的瓦斯抽采斜孔11被瓦斯抽采泵12抽采，水力开采出的煤岩混合物可以通过井底煤岩处理部分和煤岩输送部分进行煤岩分离后的分类运输上井，而水力开采部分与井底煤岩处理部分是分置安装设置，可以各自工作、互不影响，因此可以极大提高水力开采工艺的可靠性和开采效率；采用煤炭从井下向地面的流态化管道运输，一方面可以避免煤炭在运输过程中向巷道空间释放瓦斯、降低安全风险，另一方面可以避免扬尘、保持井下巷道清洁，再一方面可以减小采煤钻井28的钻孔直径尺寸；虽然设置有底巷道13，但与传统的井工煤矿相比，巷道施工工程量大大减少，且在设置集中电控部分的前提下可以实现无人开采的自动化作业，可大大提高煤与瓦斯突出煤层的开采安全性；由于设有充填部分、且充填注浆与水力切割共用同一个高压输运管5，因此可以在不额外设置注浆管的前提下实现水力开采后对开采后的采空区进行充填作业，从而可以实现采煤钻井28较小的直径尺寸，针对边角煤和鸡窝煤等含煤少、地质条件复杂的煤层资源进行开采时可以在操作简便、控制可靠的前提下实现提高开采效率，特别适用于对煤与瓦斯易突出的松软煤层进行煤矿开采。

Claims (10)

1.一种流态化煤气同采***，其特征在于，包括水力开采部分、井底煤岩处理部分和煤岩输送部分；

所述的水力开采部分包括采煤钻井(28)、瓦斯抽采斜孔(11)、储水罐(1)、高压注水泵(2)、瓦斯抽采泵(12)、输运管旋转装置(4)、高压输运管(5)和高压射流器(6)；自地面打入的采煤钻井(28)贯穿煤层(30)设置；瓦斯抽采斜孔(11)倾斜设置在采煤钻井(28)的顶部、且瓦斯抽采斜孔(11)的底端与采煤钻井(28)贯通设置；输运管旋转装置(4)设置在采煤钻井(28)的井口位置；空心结构的高压输运管(5)穿入设置在采煤钻井(28)内、且高压输运管(5)与输运管旋转装置(4)安装连接，高压输运管(5)或输运管旋转装置(4)上还设有输运管升降控制机构；高压射流器(6)安装在高压输运管(5)的底端、且高压射流器(6)的喷射方向与煤层(30)平行设置；储水罐(1)、高压注水泵(2)、瓦斯抽采泵(12)、和输运管旋转装置(4)均设置在地面，储水罐(1)与高压注水泵(2)的输入端连通连接，高压注水泵(2)的输出端与高压输运管(5)的内腔密封安装连接，瓦斯抽采泵(12)的输入端与瓦斯抽采斜孔(11)的顶端密闭安装连接；

所述的井底煤岩处理部分包括底巷道(13)、煤岩收集箱(14)、煤岩分选装置(16)、煤粒粉碎机(17)和岩粒粉碎机(18)；底巷道(13)设置在采煤钻井(28)的下方，穿过煤层(30)的采煤钻井(28)的底端向下延伸与底巷道(13)贯通设置；煤岩收集箱(14)、煤岩分选装置(16)、煤粒粉碎机(17)和岩粒粉碎机(18)均设置在底巷道(13)内，煤岩收集箱(14)对接设置在采煤钻井(28)底端的正下方，煤岩收集箱(14)的对接位置上设有倾斜设置的筛网(15)；煤岩分选装置(16)的入料口与位于筛网(15)以上部分的煤岩收集箱(14)通过倾斜通道(36)连通连接，煤岩分选装置(16)的煤粒出料口端与煤粒粉碎机(17)的入料口端连通连接，煤岩分选装置(16)的岩粒出料口端与岩粒粉碎机(18)的入料口端连通连接；

所述的煤岩输送部分包括输运立井(29)、输运水泵(19)、输运总管(20)、输运分管Ⅰ(20-1)、输运分管Ⅱ(20-2)、水煤浆管路(22)、水岩浆管路(23)、井底加压泵(24)、分级加压泵(25)、煤浆沉淀池(26)、岩浆沉淀池(27)；自地面打入的输运立井(29)的底部与底巷道(13)贯通设置；水煤浆管路(22)的一端与煤粒粉碎机(17)的排料口连通连接、另一端穿入输运立井(29)并与位于地面的煤浆沉淀池(26)连接，水岩浆管路(23)的一端与岩粒粉碎机(18)的排料口连通连接、另一端穿入输运立井(29)并与位于地面的岩浆沉淀池(27)连接，水煤浆管路(22)和水岩浆管路(23)上均分别设有井底加压泵(24)和分级加压泵(25)；输运水泵(19)设置在底巷道(13)内，输运水泵(19)的输入端与位于筛网(15)以下部分的煤岩收集箱(14)连通连接，输运水泵(19)的出入端与输运总管(20)连通连接；输运分管Ⅰ(20-1)的一端与水煤浆管路(22)连通连接、另一端与输运总管(20)连通连接；输运分管Ⅱ(20-2)的一端与水岩浆管路(23)连通连接、另一端与输运总管(20)连通连接；煤浆沉淀池(26)和岩浆沉淀池(27)分别通过水净化泵送装置和管路与储水罐(1)连通连接。

2.根据权利要求1所述的流态化煤气同采***，其特征在于，高压输运管(5)上设有三通控制阀(38)，三通控制阀(38)的竖直方向设置的两路通路分别与高压输运管(5)和高压射流器(6)连通连接，三通控制阀(38)的另一通路上安装有注浆嘴(33)；流态化煤气同采***还包括充填部分，充填部分包括设置在地面的浆液搅拌站、胶囊注水泵、注浆泵和安装在高压输运管(5)上的胶囊注水管(34)、封堵胶囊(31)，封堵胶囊(31)是套接定位安装在高压输运管(5)上的环状密封袋结构，封堵胶囊(31)包括分别紧贴设置在注浆嘴(33)上方和下方的上封堵胶囊(31-1)和下封堵胶囊(31-2)，上封堵胶囊(31-1)和下封堵胶囊(31-2)之间通过连通管(32)连通连接，上封堵胶囊(31-1)通过胶囊注水孔(35)与胶囊注水管(34)的底端连通连接，胶囊注水管(34)的顶端与胶囊注水泵的输出端密封安装连接，胶囊注水泵的输入端与储水罐(1)连通连接，注浆泵的输入端与浆液搅拌站的输出端连通连接，注浆泵的输出端与高压输运管(5)的内腔密封安装连接，充填部分还包括胶囊复位结构，胶囊复位结构是设置在地面的胶囊排水泵、且胶囊排水泵的输入端通过滑环结构与胶囊注水管(34)的顶端密封安装连接，或者胶囊复位结构是设置在下封堵胶囊(31-2)底端的排水嘴、且排水嘴上设有可控制排水嘴通断的封堵控制结构；岩浆沉淀池(27)通过泥浆输送机与浆液搅拌站的输入端连接。

3.根据权利要求2所述的流态化煤气同采***，其特征在于，注浆嘴(33)沿高压输运管(5)的周向方向设置为多个、且多个注浆嘴(33)互相贯通设置。

4.根据权利要求1或2或3所述的流态化煤气同采***，其特征在于，输运分管Ⅰ(20-1)和输运分管Ⅱ(20-2)之间的输运总管(20)上设有分流阀门(21)。

5.根据权利要求2所述的流态化煤气同采***，其特征在于，输运分管Ⅰ(20-1)和输运分管Ⅱ(20-2)之间的输运总管(20)上设有分流阀门(21)，且三通控制阀(38)和分流阀门(21)均是电控阀门结构；倾斜通道(36)上设有重量传感器(37)；流态化煤气同采***还包括集中电控部分，集中电控部分包括中央控制器、水力开采控制回路、井底煤岩处理控制回路、煤岩输送控制回路和充填控制回路，中央控制器分别与水力开采部分的高压注水泵(2)、瓦斯抽采泵(12)、输运管旋转装置(4)、输运管升降控制机构、三通控制阀(38)电连接，中央控制器分别与井底煤岩处理部分的重量传感器(37)、煤岩分选装置(16)、煤粒粉碎机(17)和岩粒粉碎机(18)电连接，中央控制器分别与煤岩输送部分的输运水泵(19)、分流阀门(21)、井底加压泵(24)、分级加压泵(25)、水净化泵送装置电连接，中央控制器分别与充填部分的浆液搅拌站、胶囊注水泵、注浆泵、胶囊复位结构、泥浆输送机电连接。

6.根据权利要求1或2或3所述的流态化煤气同采***，其特征在于，采煤钻井(28)相邻等距设置为多个，多个采煤钻井(28)共用一个井底煤岩处理部分，非位于底巷道(13)正上方的采煤钻井(28)通过连通斜孔与底巷道(13)的顶部贯通设置。

7.一种流态化煤气同采***的同采方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

a.建井施工：首先在采用探地雷达探测法确定待采煤层的埋深、厚度及范围的基础上，施工开拓输运立井(29)和底巷道(13)后施工采煤钻井(28)和瓦斯抽采斜孔(11)，然后在输运立井(29)井口附近施工煤浆沉淀池(26)和岩浆沉淀池(27)；

b.地面施工：在采煤钻井(28)井口附近布置储水罐(1)、高压注水泵(2)、瓦斯抽采泵(12)，在采煤钻井(28)井口位置安装输运管旋转装置(4)；根据煤层(30)的埋深确定高压输运管(5)的长度后，向采煤钻井(28)中下入底端安装有高压射流器(6)的高压输运管(5)，并使射流器(6)位于煤层(30)的埋深范围内，然后将高压输运管(5)与输运管旋转装置(4)安装连接，最后连接各个管路；

c.井下施工：先在底巷道(13)内布置安装煤岩收集箱(14)、煤岩分选装置(16)、煤粒粉碎机(17)、岩粒粉碎机(18)和输运水泵(19)，然后铺设连接输运水泵(19)、输运总管(20)、输运分管Ⅰ(20-1)、输运分管Ⅱ(20-2)、水煤浆管路(22)、水岩浆管路(23)、井底加压泵(24)和分级加压泵(25)；

d.水力开采：当所有的设备均安装完毕后，先控制输运管升降控制机构使高压射流器(6)下降至煤层(30)的埋深范围下限位置，然后依次启动高压水泵(2)、输运管旋转装置(4)和瓦斯抽采泵(12)，储水罐(1)中的水经高压水泵(2)增压后通过高压管(3)和高压输运管(5)输送至高压射流器(6)、并经高压射流器(6)的喷嘴喷射形成高压水射流(7)，同时输运管旋转装置(4)带动高压输运管(5)旋转使高压水射流(7)在圆周范围内破碎煤层(30)，然后控制输运管升降控制机构使高压射流器(6)一边旋转、一边按设定的速度匀速上升，直至高压射流器(6)上升至煤层(30)的埋深范围上限位置，即完成一次开采过程；依次类推，控制输运管升降控制机构使高压射流器(6)上下往复移动，直至将开采范围内的煤层(30)开采完毕；

开采过程中，高压水射流(7)冲击破碎煤层(30)形成煤粒(8)，高压水射流(7)冲击破碎岩层形成岩粒(10)，煤层(30)和岩层被水射流冲击破碎的同时，抽采煤壁暴露区域和已破碎煤粒(8)释放出的瓦斯(9)在瓦斯抽采泵(12)的负压作用下沿采煤钻井(28)向上方移动、并经瓦斯抽采斜孔(11)排出；破碎后的煤粒(8)和岩粒(10)在水流的冲刷作用下沿采煤钻井(28)向下方流动进入煤岩收集箱(14)，在筛网(15)的分隔作用下，煤粒(8)和岩粒(10)被分隔在筛网(15)上方、并沿倾斜通道(36)滚动到煤岩分选装置(16)中，而水则经筛网(15)流至煤岩收集箱(14)的下部；

e.煤岩分离运输：启动煤岩分选装置(16)、煤粒粉碎机(17)、岩粒粉碎机(18)、输运水泵(19)、井底加压泵(24)和分级加压泵(25)；煤岩分选装置(16)将煤岩混合物进行煤、岩分离，并将分离后的煤粒(8)和岩粒(10)分别通过煤粒出料口端和岩粒出料口端输送至煤粒粉碎机(17)和岩粒粉碎机(18)中，煤粒粉碎机(17)将煤粒(8)粉碎为煤粉、并将煤粉持续排入水煤浆管路(22)，岩粒粉碎机(18)将岩粒(10)粉碎为岩粉、并将岩粉持续排入至水岩浆管路(23)；煤粒粉碎机(17)和岩粒粉碎机(18)工作的同时，煤岩收集箱(14)中的水经输运水泵(19)增压后进入输运总管(20)、并分别经输运分管Ⅰ(20-1)和输运分管Ⅱ(20-2)泵入水煤浆管路(22)和水岩浆管路(23)；水和煤粉混合后的水煤浆被井底加压泵(24)和分级加压泵(25)增压后沿水煤浆管路(22)输送至地面的煤浆沉淀池(26)中，水和岩粉混合后的水岩浆被井底加压泵(24)和分级加压泵(25)增压后沿水岩浆管路(23)输送至地面的岩浆沉淀池(27)中；煤浆沉淀池(26)和岩浆沉淀池(27)中的水通过水净化泵送装置后被输送至储水罐(1)中进行循环利用。

8.根据权利要求7所述的流态化煤气同采***的同采方法，其特征在于，流态化煤气同采***的高压输运管(5)上设有三通控制阀(38)，三通控制阀(38)的竖直方向设置的两路通路分别与高压输运管(5)和高压射流器(6)连通连接，三通控制阀(38)的另一通路上安装有注浆嘴(33)；流态化煤气同采***还包括充填部分，充填部分包括设置在地面的浆液搅拌站、胶囊注水泵、注浆泵和安装在高压输运管(5)上的胶囊注水管(34)、封堵胶囊(31)，封堵胶囊(31)是套接定位安装在高压输运管(5)上的环状密封袋结构，封堵胶囊(31)包括分别紧贴设置在注浆嘴(33)上方和下方的上封堵胶囊(31-1)和下封堵胶囊(31-2)，上封堵胶囊(31-1)和下封堵胶囊(31-2)之间通过连通管(32)连通连接，上封堵胶囊(31-1)通过胶囊注水孔(35)与胶囊注水管(34)的底端连通连接，胶囊注水管(34)的顶端与胶囊注水泵的输出端密封安装连接，胶囊注水泵的输入端与储水罐(1)连通连接，注浆泵的输入端与浆液搅拌站的输出端连通连接，注浆泵的输出端与高压输运管(5)的内腔密封安装连接，充填部分还包括胶囊复位结构，胶囊复位结构是设置在地面的胶囊排水泵、且胶囊排水泵的输入端通过滑环结构与胶囊注水管(34)的顶端密封安装连接，或者胶囊复位结构是设置在下封堵胶囊(31-2)底端的排水嘴、且排水嘴上设有可控制排水嘴通断的封堵控制结构；岩浆沉淀池(27)通过泥浆输送机与浆液搅拌站的输入端连接；

步骤b中在向采煤钻井(28)中下入高压输运管(5)之前，先根据煤层(30)的埋深及厚度选择合适高度的上封堵胶囊(31-1)和下封堵胶囊(31-2)，并将上封堵胶囊(31-1)、下封堵胶囊(31-2)和胶囊注水管(34)定位安装在高压输运管(5)上，完成安装后再向采煤钻井(28)中下入高压输运管(5)；

步骤d进行前，先控制三通控制阀(38)使高压输运管(5)和高压射流器(6)处于连通状态，水力开采过程中根据排出的水煤浆和水岩浆的总量换算计算采空区的体积数值；

步骤e之后还包括步骤f.采空区充填：在将可开采范围内的煤和瓦斯全部采出后，关闭高压水泵(2)、输运管旋转装置(4)、瓦斯抽采泵(12)、煤岩分选装置(16)、煤粒粉碎机(17)、岩粒粉碎机(18)和输运水泵(19)，根据煤层(30)的厚度控制输运管升降控制机构使高压输运管(5)下移设定距离以保证上封堵胶囊(31-1)和下封堵胶囊(31-2)分别位于采煤钻井(28)贯穿采空区的上口位置和下口位置，然后启动胶囊注水泵，压力水经胶囊注水管(34)进入上封堵胶囊(31-1)和下封堵胶囊(31-2)将上封堵胶囊(31-1)和下封堵胶囊(31-2)撑开支撑在采空区的上口位置和下口位置上、实现封堵；然后先控制三通控制阀(38)使高压输运管(5)和注浆嘴(33)处于连通状态，再启动注浆泵，充填浆液经高压输运管(5)、注浆嘴(33)进入采空区，实现注浆充填；待注浆量达到根据采空区的体积设置的设定值后关闭注浆泵，然后启动高压水泵(2)使储水罐(1)中的水经高压水泵(2)进入高压输运管(5)、对高压输运管(5)进行冲洗，将滞留在高压输运管(5)内的充填浆液冲入采空区，至设定冲洗时间后关闭高压水泵(2)、并控制三通控制阀(38)使高压输运管(5)和注浆嘴(33)处于关闭状态；待采空区内的浆液凝固后，先控制胶囊复位结构使封堵胶囊(31)进行排水复位、再向上提升高压输运管(5)并将其自采煤钻井(28)内取出。

9.根据权利要求8所述的流态化煤气同采***的同采方法，其特征在于，针对煤层赋存范围面积较大的煤田，采煤钻井(28)相邻等距设置为多个，当采煤盲区周围的采煤钻井(28)均对采空区进行填充处理后，直接在采煤盲区上方施工新的采煤钻井(28)继续对采煤盲区开采。

10.根据权利要求8所述的流态化煤气同采***的同采方法，针对煤层赋存条件为上下分布有多层煤层的煤层群煤田，底巷道(13)设置在煤层群的下方，并采取自下而上的煤层开采顺序。

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