[發明專利]煤層注水系統

有效

• 申請號: 201110204015.6
• 申請日: 2011-07-20
• 公開（公告）號: CN102889094A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 袁亮;張景松;劉冠學;薛俊華;余國鋒;張明;吳志堅;盧平
• 申請（專利權）人: 平安煤礦瓦斯治理國家工程研究中心有限責任公司;中國礦業大學;淮南礦業（集團）有限責任公司
• 主分類號: E21F5/02
• 分類號: E21F5/02
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 孟金喆

技術領域

本發明涉及注水技術，尤其涉及一種煤層注水系統。

背景技術

煤層中90％以上的瓦斯以吸附的形式賦存在煤層的孔隙與裂隙中。在尚未開采或未受擾動的煤層中，瓦斯氣體保持動態的吸附平衡。當煤層被開采后，煤層中的裂隙被暴露，平衡的瓦斯賦存狀態被打破。大量的瓦斯氣體不斷從煤層中解吸出來，通過煤層中的孔隙、微裂隙、裂隙運移到巷道或作面中。目前多數煤礦是應用大功率采煤機以及綜采放頂煤開采工藝，在每層含水量低的情況下，將導致煤塵產生量增加，不僅對安全生產構成威脅，還因生產環境惡化，直接損害工人的身體健康。因此，如果治理瓦斯和煤塵的措施不力，就有可能造成瓦斯和煤塵爆炸。

有效地預防瓦斯和煤塵災害的發生一直是保證煤礦安全生產重中之重的工作。在眾多的預防措施中，向煤層中注水是簡便有效和治本的方法。這是因為在煤層注水的預濕過程中，由于裂隙表面的壓力、夾層和礦物資的膨化以及化學與物理化學的作用，使煤的力學性質發生變化，塑性增加，硬度和強度降低，造成煤層疏松，減少了煤層內部的應力集中和瓦斯放散的速度，煤破碎過程中生成的煤塵量將有所減少，瓦斯涌出量也減少，一般情況下，煤層水份增加愈多，瓦斯涌出量的降低率愈大，同時，煤破碎后生成的煤塵也愈少。由此可見煤層注水具有如下優點：首先，可軟化煤層；降低截割和破碎能量，減少設備的損壞和提高采出率；其次，可避免火災的發生；再次，可預防沖擊地壓的危害；最后，可降低工作場所溫度。要使煤層濕潤和軟化，必須使煤層中有水。一般使用注水系統對煤提進行注水操作。目前的注水系統一般采用井下靜壓注水或高壓水泵加壓注水。

現有技術至少存在以下問題：首先，靜壓注水只適用于透氣性很好的煤層，使用靜壓注水無法實現透氣性較差煤層的注水工作；其次，高壓水泵加壓注水提供的壓力有限，且隨著注水泵壓力的增加，設備的運行和維護要求也相應提高。

發明內容

本發明提供一種煤層注水系統，用以實現對透氣性差的煤層的有效注水。

本發明提供一種煤層注水系統，其中包括：脈沖動力子系統和注水子系統；

所述注水子系統的出水口和設定區域的待注水煤層連通，以向所述待注水煤層注水；

所述脈沖動力子系統的出液口與所述設定區域的所述待注水煤層連通，以向該區域的所述待注水煤層提供液壓脈沖。

如上所述的煤層注水系統，優選的是：所述脈沖動力子系統包括水錘器、水泵和儲水箱；

所述水錘器的高壓缸的出液口作為所述脈沖動力子系統的出液口；

所述水錘器的低壓缸與所述水泵的出水孔連通；

所述水泵的進水孔與所述儲水箱連通。

如上所述的煤層注水系統，優選的是：所述脈沖動力子系統還包括防爆電機和底座；

所述儲水箱、水泵和防爆電機都固定設置在所述底座上；

所述防爆電機與所述水泵連接，以向所述水泵提供動力；

所述水錘器固定設置在所述儲水箱上。

如上所述的煤層注水系統，優選的是：還包括注水管，所述注水管出口所在端的管子卡設在所述待注水煤層里，所述注水管的入口位于所述待注水煤層的外側，且所述入口分別與所述出水口和出液口連通。

如上所述的煤層注水系統，優選的是：還包括三通接頭，所述三通接頭的其中一個接頭與所述入口連通，所述三通接頭的另外兩個接頭分別與所述出水口和出液口連通。

如上所述的煤層注水系統，優選的是：

還包括煤巖顆粒過濾罐；

所述煤巖顆粒過濾罐包括罐體和設置在所述罐體內的過濾網，所述罐體兩端均為開口；

所述罐體的一端與所述入口連通，另一端與所述三通接頭連通。

如上所述的煤層注水系統，優選的是：

所述注水子系統包括靜壓注水管和靜壓壓力泵；

所述靜壓注水管的出水口作為所述注水子系統的出水口；

所述靜壓注水管的進水口與所述靜壓壓力泵連通；

所述靜壓壓力泵用于將水泵入所述靜壓注水管。

如上所述的煤層注水系統，優選的是：

所述靜壓注水管和所述三通接頭之間設置有單向閥，所述單向閥用于導通水從所述靜壓注水管流向所述注水管的通路。

如上所述的煤層注水系統，優選的是：

所述靜壓注水管上設置有壓力表和水表；

所述壓力表用于顯示所述靜壓注水管中的水壓值；

所述水表用于顯示所述靜壓注水管中的注水流量。

如上所述的煤層注水系統，優選的是：所述靜壓注水管上設置有閥門；