[發明專利]一種熱冷交替破煤增透瓦斯強化抽采系統與方法

有效

• 申請號: 201710325902.6
• 申請日: 2017-05-10
• 公開（公告）號: CN107100664B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 王登科;魏建平;姚邦華;張宏圖;左偉芹;呂瑞環
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00;E21B43/00
• 代理公司: 鄭州浩德知識產權代理事務所(普通合伙) 41130
• 代理人: 王國旭

1.一種熱冷交替破煤增透瓦斯強化抽采系統，其特征在于：所述的熱冷交替破煤增透瓦斯強化抽采系統包括瓦斯抽采鉆孔、沖擊處理鉆孔、承載架、行走機構、液氮儲存鋼瓶、氮氣儲存鋼瓶、高壓熱風機、液氮增壓泵、溫度傳感器、壓力傳感器、瓦斯流量計、沖壓管、泄壓管、瓦斯抽采管、瓦斯抽采泵及控制電路，所述的瓦斯抽采鉆孔、沖擊處理鉆孔均嵌于煤層壁內，瓦斯抽采鉆孔、沖擊處理鉆孔與煤壁垂直即呈90°夾角，所述的瓦斯抽采鉆孔、沖擊處理鉆孔軸線間呈0°夾角，所述的瓦斯抽采鉆孔和沖擊處理鉆孔的孔徑為60mm—100mm，深度為50m—80m，瓦斯抽采鉆孔與瓦斯抽采鉆孔之間及瓦斯抽采鉆孔與沖擊處理鉆孔之間的間距為2—5m，其中所述的瓦斯抽采鉆孔、沖擊處理鉆孔中，三條瓦斯抽采鉆孔和一條沖擊處理鉆孔構成一個抽采作業組，且所述的抽采作業組均布在煤層壁上，所述的抽采作業組中的三條瓦斯抽采鉆孔間呈三角形結構分布，所述的沖擊處理鉆孔位于三條瓦斯抽采鉆孔構成的三角形結構中，且所述的沖擊處理鉆孔軸線到三條瓦斯抽采鉆孔軸線間距離相同，所述的沖壓管、泄壓管、瓦斯抽采管均若干條，其中所述的瓦斯抽采管嵌于瓦斯抽采鉆孔內，并與瓦斯抽采鉆孔同軸分布，所述的沖壓管、泄壓管中，一條沖壓管和一條泄壓管構成一個沖擊組，所述的沖擊組嵌于沖擊處理鉆孔內，且每個沖擊處理鉆孔內均設一個沖擊組，所述的沖擊組與沖擊處理鉆孔同軸分布，所述的瓦斯抽采管和沖擊組分別通過壓力自適應囊袋與瓦斯抽采鉆孔、沖擊處理鉆孔前端端口連接，并由壓力自適應囊袋對鉆孔進行密封，所述的溫度傳感器、壓力傳感器分別均布在各沖擊組的沖壓管、泄壓管的外表面上，所述的瓦斯流量計安裝在各瓦斯抽采管外表面上，所述的沖壓管通過導氣管分別與液氮增壓泵和高壓熱風機相互連通，其中所述的液氮增壓泵與液氮儲存鋼瓶相互連通，所述的高壓熱風機與氮氣儲存鋼瓶相互連通，所述泄壓管一端嵌于沖擊處理鉆孔內，另一端位于沖擊處理鉆孔外，且位于沖擊處理鉆孔外部的泄壓管上設泄壓閥，所述瓦斯抽采管與瓦斯抽采泵相互連通，所述的液氮儲存鋼瓶、氮氣儲存鋼瓶、高壓熱風機、液氮增壓泵、瓦斯抽采泵及控制電路均通過滑軌安裝在承載架上表面并與承載架滑動連接，所述的承載架下表面與行走機構相互連接，所述的高壓熱風機、液氮增壓泵與導氣管、液氮儲存鋼瓶、氮氣儲存鋼瓶連接位置處均設控制閥，所述的控制電路分別與行走機構、高壓熱風機、液氮增壓泵、溫度傳感器、壓力傳感器、瓦斯流量計和瓦斯抽采泵電氣連接；

所述的承載架包括底座、工作面板、升降驅動機構、轉臺機構、導向塊及導向軌，所述的底座為橫截面為矩形的框架結構，所述的工作面板通過升降驅動機構安裝在底座正上方并與底座同軸分布，所述的升降驅動機構分別與底座和工作面板相互垂直分布，所述的升降驅動機構末端通過轉臺機構與底座相互連接，所述的導向軌安裝在底座上表面并環繞轉臺機構軸線呈環狀結構分布，所述的導向塊至少兩個，環繞工作面板軸線分布在工作面板下表面，且所述的導向塊末端與導向軌滑動連接；

所述的導向塊包括伸縮桿、導向輪、承載彈簧，其中所述的伸縮桿軸線與工作面板下表面鉸接，并呈0°—90°夾角，所述的導向輪通過輪架與伸縮桿前端連接，且導向輪嵌于導向軌內，所述的承載彈簧包覆在伸縮桿外，且所述的承載彈簧兩端分別與工作面板下表面和輪架相抵。

2.根據權利要求1所述的一種熱冷交替破煤增透瓦斯強化抽采系統，其特征在于：所述的液氮儲存鋼瓶、氮氣儲存鋼瓶均至少一個，且當液氮儲存鋼瓶、氮氣儲存鋼瓶為兩個或兩個以上時，各液氮儲存鋼瓶、氮氣儲存鋼瓶間相互并聯。

3.根據權利要求1所述的一種熱冷交替破煤增透瓦斯強化抽采系統，其特征在于：所述的沖擊組中的沖壓管、泄壓管間通過至少兩個定位箍連接。