[發(fā)明專利]一種煤層瓦斯抽采-注水耦合裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811098663.6
• 申請日: 2018-09-20
• 公開（公告）號: CN109113784B
• 公開（公告）日: 2023-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊威;林柏泉;曹軒;路長征
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00;E21B43/20;E21B43/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

一種煤層瓦斯抽采?注水耦合裝置及方法，其裝置包括抽注管、分路器、高壓管、抽采干管和高壓水管，分路器包括一條總路和間隔開設(shè)的若干個分支，每個分路器的分支接口與整組抽注孔的抽注管一一直接相連，在每個分支的接口處都設(shè)置一個分支閥門，總路端口通過高壓管與抽采干管或高壓水管連接，在總路端口上安裝有總路控制閥門，在總路控制閥門與其相鄰的分支之間的主路上還設(shè)有排氣/水閥。本發(fā)明能夠?qū)Χ鄠€抽注孔進(jìn)行同步抽采?注水，簡化工藝流程，縮短井下瓦斯抽采?注水周期，提高抽注孔與抽注管的利用率，有效降低煤層瓦斯突出危險性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種煤層瓦斯抽采-注水耦合裝置及方法，屬于煤炭開采領(lǐng)域。

背景技術(shù)

我國既是世界上煤炭產(chǎn)量最多的國家，也是世界上瓦斯災(zāi)害最頻繁的國家，瓦斯噴出、煤與瓦斯突出事故時有發(fā)生。

針對上述現(xiàn)象，煤炭行業(yè)采取以下措施：1.煤層抽采瓦斯，有效降低開采過程中的瓦斯涌出量、防治瓦斯超限和積聚，預(yù)防瓦斯爆炸和煤與瓦斯突出事故，還可變害為寶，作為煤炭伴生資源加以開發(fā)利用；2.煤層注水：向煤層高壓注水，可增加透氣性，降低瓦斯壓力，減小瓦斯壓力梯度，改變煤體的力學(xué)性質(zhì)，應(yīng)力分布均勻化，使其不容易發(fā)生突出，同時又能起到防塵的作用。因此，瓦斯抽采和煤層注水對于解決礦井瓦斯災(zāi)害問題具有重要意義。

目前針對這兩方面，煤炭行業(yè)的現(xiàn)狀是瓦斯抽采與注水一體化操作復(fù)雜，工序繁瑣，勞動強度大，在抽采注水工藝上，現(xiàn)階段普遍采用多條支管進(jìn)行瓦斯抽采，管線復(fù)雜維護困難，而注水階段則采用單孔單注，工作周期較長，注水效果差。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明提供一種煤層瓦斯抽采-注水耦合裝置及方法，能夠?qū)崿F(xiàn)井下同步抽采或同步注水，簡化井下抽采注水工序，有效降低或消除開采煤層突出危險性。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：

一種煤層瓦斯抽采-注水耦合裝置，包括抽注管、分路器、高壓管、抽采干管和高壓水管，分路器包括一條總路，在總路的同一側(cè)間隔開設(shè)有若干個分支，每個分支接口與整組抽注孔的抽注管直接相連，在每個分支的接口處都設(shè)置一個分支閥門，總路端口通過高壓管與抽采干管或高壓水管連接，在總路端口上安裝有總路控制閥門，在總路控制閥門與其相鄰的分支之間的主路上還設(shè)有排氣/水閥。

一種耦合式煤層瓦斯抽采-注水的方法，包括以下步驟：

a.從巷道向煤層施工一組抽注孔，封孔后抽注管穿過封孔段使得煤層和外界連通；

b.當(dāng)進(jìn)行瓦斯抽采時，將整組抽注孔的抽注管直接與分路器的各分支分別連接，使整組所有抽注管接入分路器，并將分路器的總路端口通過高壓管與抽采干管相連，依次打開總路控制閥門和分支閥門，進(jìn)行瓦斯抽采，實現(xiàn)整組抽注孔同步抽采，或通過分路器的分支閥門來對抽注孔進(jìn)行選擇性抽采；

c.當(dāng)失去瓦斯抽采效果，或者當(dāng)掘進(jìn)頭距抽注孔20-60m時，依次關(guān)閉總路控制閥門和分支閥門，同時拆除總路端口與抽采干管的連接，停止抽采，打開分路器上的排氣/水閥消除分路器內(nèi)負(fù)壓；

d.將分路器的總路端口通過高壓管與高壓水管相連接，依次打開總路控制閥門、分支閥門，進(jìn)行煤層注水，實現(xiàn)對整組抽注孔同步注水，或通過分支閥門對抽注孔進(jìn)行選擇性注水；

e.當(dāng)注水達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，依次關(guān)閉總路控制閥門、分支閥門，拆除抽注管與分路器各分支接口之間的連接，同時拆除總路端口與高壓水管的連接，停止注水，打開分路器的排氣/水閥，釋放分路器內(nèi)部積水，完成煤層瓦斯抽采—注水耦合。