[發明專利]基于可變徑射流空化煤礦瓦斯抽采的增產裝置及控制方法

在審

• 申請號: 201811134927.9
• 申請日: 2018-09-28
• 公開（公告）號: CN108979708A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 高坤;袁景
• 申請（專利權）人: 遼寧工程技術大學
• 主分類號: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00;E21B7/18
• 代理公司: 蘇州集律知識產權代理事務所(普通合伙) 32269
• 代理人: 安紀平

本發明公開了一種基于可變徑射流空化煤礦瓦斯抽采的增產裝置及控制方法，增產裝置包括從前到后依次安裝在煤礦瓦斯抽采鉆桿腔體的噴嘴、可變徑射流單元、射流空化單元，所述射流空化單元通過可變徑射流單元與噴嘴相連通，所述噴嘴在可變徑射流單元的控制下延伸出煤礦瓦斯抽采鉆桿腔體的前端部，并實現噴嘴的噴射方向向煤礦瓦斯抽采鉆桿的側面轉動。本發明的基于可變徑射流空化煤礦瓦斯抽采的增產裝置及方法，施工工程量小、施工程序簡單，煤礦瓦斯抽采的有效影響范圍大，抽采效率高，填補了煤礦瓦斯抽采可變徑射流空化技術領域的空白，提高煤礦瓦斯抽采工作效率，方法新穎，結構巧妙，具有良好的應用前景。

技術領域

本發明涉及煤礦開采技術領域，具體涉及一種基于可變徑射流空化煤礦瓦斯抽采的增產裝置及控制方法。

背景技術

目前，煤炭依舊我國的主要能源，保證煤礦安全生產是國民經濟可持續發展重要保障。由于國內95%的煤礦開采是井下作業，煤層賦存條件復雜，大部分礦井進入了深部開采時期。煤層埋深的增加使煤層中的地應力增大、瓦斯含量與瓦斯壓力也在不斷增大以及煤層及圍巖的透氣性減小，從而增加了煤層的煤與瓦斯突出的隱患。

據統計，全國95%以上的高瓦斯和突出礦井開采的煤層屬于低透氣性煤層，導致瓦斯抽采影響范圍小、衰減速度快、抽采難度大，而且，大多數礦井區域內不具備保護層開采條件，常規瓦斯抽采技術無法有效解決增大煤儲層滲透性的難題，直接造成礦井瓦斯抽采率低下，“鉆、抽、采、掘”比例失衡，存在安全隱患。

因此，需要采取一定的卸壓增透措施，增加煤層透氣性，提高瓦斯抽放效果，能夠有效地減少采掘工作 面突出事故的發生。針對上述問題，國內外煤炭科研人員進行了廣泛的試驗與研究，當前，主要采取煤層內卸壓增透方法，該煤層內卸壓增透方法有超前排放鉆孔、深淺孔控制爆破、煤層注水、水力壓裂、水力擠出、水力割縫、水力沖孔等。但是，上述單一的方法多數存在鉆孔施工工程量大、施工工序復雜和工程投入高、有效影響范圍小、抽采時間長等問題，因此，需要采取其他更為有效地卸壓增透方法和相關對應的設備，以便擴大鉆孔的有效影響范圍，提高煤層瓦斯抽采效果，是當前需要解決的問題。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有的煤層內卸壓增透方法，存在鉆孔施工工程量大、施工工序復雜和工程投入高、有效影響范圍小、抽采時間長等問題。本發明的基于可變徑射流空化煤礦瓦斯抽采的增產裝置及方法，施工工程量小、施工程序簡單，煤礦瓦斯抽采的有效影響范圍大，抽采效率高，填補了煤礦瓦斯抽采可變徑射流空化技術領域的空白，提高煤礦瓦斯抽采工作效率，方法新穎，結構巧妙，具有良好的應用前景。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種基于可變徑射流空化煤礦瓦斯抽采的增產裝置，包括從前到后依次安裝在煤礦瓦斯抽采鉆桿腔體的噴嘴、可變徑射流單元、射流空化單元，所述射流空化單元通過可變徑射流單元與噴嘴相連通，所述噴嘴在可變徑射流單元的控制下延伸出煤礦瓦斯抽采鉆桿腔體的前端部，并實現噴嘴的噴射方向向煤礦瓦斯抽采鉆桿的側面轉動。

前述的基于可變徑射流空化煤礦瓦斯抽采的增產裝置，所述噴嘴在可變徑射流單元的控制下延伸出煤礦瓦斯抽采鉆桿腔體的前端部，并實現噴嘴的噴射方向向煤礦瓦斯抽采鉆桿的側面轉動，轉動角度為90°。

前述的基于可變徑射流空化煤礦瓦斯抽采的增產裝置，所述可變徑射流單元包括變徑機構和變徑控制機構，所述變徑機構用于改變噴嘴的噴射方向，增加射流空化的范圍，所述變徑控制機構用于推動變徑機構前移，并控制變徑機構的變徑范圍；

所述射流空化單元，用于空化注入的液體，并通過可變徑射流單元與噴嘴相連通，實現對煤層的射流。

前述的基于可變徑射流空化煤礦瓦斯抽采的增產裝置，還包括控制器，所述控制器分別與可變徑射流單元、射流空化單元相連接，用于根據煤礦瓦斯抽采進度分別控制可變徑射流單元、射流空化單元。