[發(fā)明專利]一種高瓦斯煤層原位熱解瓦斯流態(tài)化開采方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201911385708.2 | 申請日： | 2019-12-27 |
| 公開（公告）號： | CN111119982B | 公開（公告）日： | 2021-01-08 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 翟成;徐吉釗;辛海會;宋正昶 | 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;E21F17/00;E21F17/18 |
| 代理公司： | 南京瑞弘專利商標事務(wù)所(普通合伙) 32249 | 代理人： | 李悅聲 |
| 地址： | 221116 江蘇省*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 瓦斯 煤層 原位 流態(tài)化 開采 方法 | ||
1.一種高瓦斯煤層原位熱解瓦斯流態(tài)化開采方法，使用多功能組配裝置（16），多功能組配裝置（16）內(nèi)分別固定有溫度傳感器（20）、氣體探測器（21）、擊火器頭（22）和壓力傳感器（23），多功能組配裝置（16）設(shè)置在銅管（5）的頭部，銅管（5）內(nèi)設(shè)有溫度傳感器線（6）、氣體探測器線（7）、擊火器線（8）和壓力傳感器線（9），銅管（5）尾部設(shè)有溫度監(jiān)測裝置（10）、多組分氣體監(jiān)測裝置（11）及壓力監(jiān)測裝置（12），銅管（5）內(nèi)其他空間提供空氣流動空間，銅管（5）的空氣流動空間通過三向閥（24）通過空氣注入管（13）與氣體壓縮泵（14）和多組分氣體混合槽車（15）進行連接；
其特征在于步驟如下：
a首先利用鉆機穿過地層（1）向目標煤層或采空區(qū)遺留煤層（2）鉆取豎向鉆井（3），并利用轉(zhuǎn)向鉆頭在豎向鉆井（3）的鉆孔底部沿煤層走向鉆取水平鉆井（4），并在豎向鉆井（3）旁平行設(shè)置瓦斯抽采鉆井（19），并確保瓦斯抽采鉆井（19）底端位于水平鉆井（4）上側(cè)方向，使用液態(tài)CO2相變致裂技術(shù)對水平鉆井（4）進行聚能爆破，使水平鉆井（4）井壁產(chǎn)生大量的裂隙；
b將銅管（5）沿豎向鉆井（3）給入到水平鉆井（4）內(nèi)三分之二設(shè)計長度位置，將瓦斯抽采管（18）插入瓦斯抽采鉆井（19）內(nèi)，利用帶有高精計數(shù)單向閥門的封孔器（17）分別對豎向鉆井（3）和瓦斯抽采鉆井（19）進行常規(guī)密封；
c啟動氣體壓縮泵（14），將多組分氣體混合槽車（15）中的空氣以特定流速和流量沿銅管（5）持續(xù)注入水平鉆井（4）內(nèi)，利用氣體探測器（21）持續(xù)讀取水平鉆井（4）內(nèi)氧氣濃度，待水平鉆井（4）內(nèi)氧氣濃度大于20%時，啟動擊火器頭（22）產(chǎn)生火花，使得水平鉆井（4）內(nèi)的破碎煤體發(fā)生陰燃；
d在煤體發(fā)生陰燃過程中，分別監(jiān)測溫度監(jiān)測裝置（10）、多組分氣體監(jiān)測裝置（11）及壓力監(jiān)測裝置（12）的讀數(shù)，當溫度傳感器（20）監(jiān)測到溫度高于400 ℃、氣體探測器（21）監(jiān)測到的CH4氣體濃度高于5%時，二者出現(xiàn)一種情況時，調(diào)節(jié)氣體壓縮泵（14）減小氣體泵入流速和流量，防止目標煤層或采空區(qū)遺留煤層（2）出現(xiàn)明火或瓦斯爆炸現(xiàn)象；當測讀數(shù)顯示水平鉆井（4）內(nèi)CO2氣體、CH4氣體二者的壓力與濃度同時出現(xiàn)急速上升時，打開封孔器（17）上的高精計數(shù)單向閥門利用瓦斯抽采管（18）將瓦斯抽采鉆井（19）中的氣體抽采出來。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述高瓦斯煤層原位熱解瓦斯流態(tài)化開采方法，其特征在于：豎向鉆井（3）、水平鉆井（4）和瓦斯抽采鉆井（19）的半徑為150-200 mm，豎向鉆井（3）與瓦斯抽采鉆井（19）兩井筒間的距離為5-10 m，瓦斯抽采鉆井（19）底端位于水平鉆井（4）上側(cè)方向1-2m。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述高瓦斯煤層原位熱解瓦斯流態(tài)化開采方法，其特征在于：封孔器（17）分別對豎向鉆井（3）和瓦斯抽采鉆井（19）進行密封的長度為20-70 m，封孔器（17）要求氣體注入或抽采方向為單一性，可有效減小空氣回流；封孔器膨脹壓力為15-20 MPa。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述高瓦斯煤層原位熱解瓦斯流態(tài)化開采方法，其特征在于：所述銅管（5）的伸縮率為10%，可在多個探測位置進行來回移動，最高耐溫溫度為1200 ℃；多功能組配裝置（16）最大承壓能力為 50 MPa，且放置氣體探測器（21）、擊火器頭（22）及壓力傳感器（23）的固定槽位置具有絕熱特性。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述高瓦斯煤層原位熱解瓦斯流態(tài)化開采方法，其特征在于：所述溫度傳感器（20）、氣體探測器（21）和壓力傳感器（23）的型號分別為SBWZ系列熱電偶溫度傳感器、HoneywellBWUltra多氣體探測器和PAINE傳感器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高瓦斯煤層原位熱解瓦斯流態(tài)化開采方法，其特征在于：多組分氣體混合槽車（15）可實現(xiàn)O2、CO2、N2三類氣體的多種比例混合，且三者混合比例為：O2：CO2：N2=30%：10%：60%，工作環(huán)境為30 ℃。
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