[發明專利]一種用于礦井下的煤層震裂系統及方法

有效

• 申請號: 201410145331.4
• 申請日: 2014-04-11
• 公開（公告）號: CN103899310A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 陳祥力;鞏和一;李華誠
• 申請（專利權）人: 山東山礦測控技術有限公司
• 主分類號: E21C37/14
• 分類號: E21C37/14
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 鄭華清

1.一種用于礦井下的煤層震裂系統，其特征在于：包括設于礦井中的二氧化碳震裂裝置、抽放瓦斯裝置、二氧化碳震裂檢測裝置，所述的二氧化碳震裂檢測裝置、二氧化碳震裂裝置、抽放瓦斯裝置均與一個控制裝置相連；所述的二氧化碳震裂裝置包括依次組裝在一起的釋放部件，破裂部件和起爆部件；所述的釋放部件的一端開口且向內形成釋放空間，釋放部件的圓周壁上有一端與釋放空間連通另一端與外界連通的徑向釋放孔；所述的釋放部件的開口端與起爆部件相配合處設有一個破裂部件；所述的起爆部件上設有與液壓源相連的引爆液壓接口；所述的破裂部件包括破裂片，在所述的破裂片的至少一側設有提供剪切力的刀具。

2.?如權利要求1所述的用于礦井下的煤層震裂系統，其特征在于：所述的二氧化碳震裂裝置、抽放瓦斯裝置、二氧化碳震裂檢測裝置各自設于煤層的鉆孔中。

3.如權利要求1所述的用于礦井下的煤層震裂系統，其特征在于：所述的起爆部件內設有將其空間分割成受壓空間和施壓空間的隔離部件，且所述的起爆部件上設有與施壓空間相通的引爆液壓接口。

4.?如權利要求1所述的用于礦井下的煤層震裂系統，其特征在于：所述的隔離部件上設有與其為一體的且與受壓空間相通的二氧化碳灌注接口；且隔離部件的軸向方向開有與灌注螺塞相互相配合的孔。

5.?如權利要求5所述的用于礦井下的煤層震裂系統，其特征在于：所述的起爆部件包括端部與釋放部件相配合的起爆管，起爆管的尾部與起爆尾密封配合，在起爆管和起爆尾形成的腔體內設有隔離部件。

6.?如權利要求5所述的用于礦井下的煤層震裂系統，其特征在于：所述的隔離部件為隔離活塞體，所述的隔離活塞體包括相互為一體的大直徑柱體和小直徑柱體，有大直徑柱體的一端，其內部設有端部開口的直孔，有小直徑柱體一端的內部設有與灌注螺塞相配合的螺紋孔，所述的直孔和螺紋孔貫通；灌注接口位于小直徑柱體一端的側壁上，一端與螺紋孔連通，另一端與外界連通。

7.?如權利要求1所述的用于礦井下的煤層震裂系統，其特征在于：所述的抽放瓦斯裝置為設于鉆孔端部的瓦斯抽放管道和與瓦斯抽放管道相連的瓦斯抽放泵。

8.?如權利要求1所述的用于礦井下的煤層震裂系統，其特征在于：所述的二氧化碳震裂檢測裝置為光纖光柵震動傳感器、或壓電式傳感器。

9.?如權利要求1所述的用于礦井下的煤層震裂系統的實施方法，其特征在于，如下：

步驟1.?在煤層中鉆3個孔；

步驟2.?將引爆液壓接口與液壓源的管路接通，然后將二氧化碳震裂裝置送入第一個鉆孔中；

步驟3.在第二個孔的端連接瓦斯抽放泵；

步驟4.在第三個孔中放置震動檢測裝置；

步驟5.將液壓源的開啟裝置、瓦斯抽放泵、震動檢測裝置與一個控制器相連。

10.?如權利要求9所述的用于礦井下的煤層震裂系統的實施方法，其特征在于，如下：

工作時，通過控制器啟動液壓源，液壓源的工作介質通過管路和引爆液壓接口源源不斷地進入引爆空間，引爆空間內的工作介質壓強增大，推動隔離部件向爆炸空間一側移動，引起爆炸空間內的液態二氧化碳壓強增大，分布在破裂部件的活塞刀端部的軸向推力增大，對破裂片的剪切力增大，且在另一側設有環形刀，產生與破裂片的剪切力方向相同的剪切力；當兩者的剪切力之和產生的強度大于破裂片的剪切強度時，破裂片被剪破，液態二氧化碳進入釋放部件的釋放空間，并發生相變形成氣態二氧化碳通過徑向釋放孔向外界釋放，產生爆炸；震動檢測裝置用于檢測二氧化碳震裂裝置是否震裂，如果沒有震裂，則從新開啟液壓源；如果發生震裂，則開啟瓦斯抽放泵。