[發(fā)明專利]一種全孔段可移動(dòng)負(fù)壓調(diào)節(jié)瓦斯抽采裝置及抽采方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010468843.X
• 申請(qǐng)日: 2020-05-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111608721A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙慶珍;常建忠;董毓智;丁志勇;陳鳳杰;趙子豪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山西能源學(xué)院
• 主分類號(hào): E21F7/00
• 分類號(hào): E21F7/00;E21B43/00;E21B43/08;E21B33/13;E21B34/06
• 代理公司: 太原晉科知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 楊陳鳳

本發(fā)明適用于礦井鉆孔瓦斯抽采技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種全孔段可移動(dòng)負(fù)壓調(diào)節(jié)瓦斯抽采裝置及抽采方法，抽采裝置包括高壓軟管支架、篩管、封孔管、高壓軟管、絞盤(pán)、負(fù)壓調(diào)節(jié)裝置和防爆電機(jī)，篩管之間通過(guò)螺紋連接并送入孔底，篩管的孔口一側(cè)與封孔管螺紋連接，封孔管的孔口一側(cè)通過(guò)法蘭將高壓軟管插入篩管內(nèi)，高壓軟管與法蘭之間密封連接；高壓軟管另一端纏繞在絞盤(pán)上，絞盤(pán)由防爆電機(jī)驅(qū)動(dòng)；孔口處，負(fù)壓調(diào)節(jié)裝置分別與篩管、高壓軟管以及巷道抽采管路連接，在篩管和高壓軟管進(jìn)入負(fù)壓調(diào)節(jié)裝置前端設(shè)有檢測(cè)小孔。本發(fā)明將單點(diǎn)固定式負(fù)壓抽采方式轉(zhuǎn)變?yōu)槿锥慰梢苿?dòng)、可調(diào)節(jié)、的抽采方式，使鉆孔中流場(chǎng)發(fā)生根本改變，有效提高鉆孔瓦斯抽采效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種全孔段可移動(dòng)負(fù)壓調(diào)節(jié)瓦斯抽采裝置及抽采方法，適用于礦井鉆孔瓦斯抽采技術(shù)領(lǐng)域。特別是針對(duì)瓦斯抽采鉆孔普遍存在的“封的好流量低，封不好濃度低”的問(wèn)題，通過(guò)改變傳統(tǒng)鉆孔中的流場(chǎng)狀態(tài)，達(dá)到高效抽采瓦斯的目的。

背景技術(shù)

目前，我國(guó)礦井瓦斯治理與利用主要通過(guò)卸壓瓦斯抽采和本煤層瓦斯預(yù)抽兩種技術(shù)途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)。其中，本煤層瓦斯預(yù)抽鉆孔施工量大、抽采效率低、效果差、消突及達(dá)標(biāo)周期長(zhǎng)，嚴(yán)重制約著煤與瓦斯突出礦井和高瓦斯礦井的安全高效生產(chǎn)。特別是低透氣性、難抽采煤層的瓦斯預(yù)抽問(wèn)題更加突出，長(zhǎng)期被“封的好流量低，封不好濃度低”的技術(shù)瓶頸所困擾，是造成我國(guó)煤礦存在大量低濃度瓦斯的主要原因。低濃度瓦斯既存在輸送安全的問(wèn)題，也存在利用效率不高的問(wèn)題。由于瓦斯抽采效果差，消突和達(dá)標(biāo)周期長(zhǎng)，導(dǎo)致煤礦采掘銜接緊張，給企業(yè)安全生產(chǎn)和綜合經(jīng)濟(jì)效益帶來(lái)巨大壓力。傳統(tǒng)的瓦斯抽采裝置和方法其作用于鉆孔的負(fù)壓為單點(diǎn)式，即將抽采系統(tǒng)中的負(fù)壓加載到孔口或孔底，通過(guò)孔口或孔底將抽采能量傳遞到鉆孔中。由于負(fù)壓加載點(diǎn)固定不變，當(dāng)孔口或孔底負(fù)壓一定時(shí)，鉆孔中各點(diǎn)負(fù)壓相對(duì)不變或變化很少，這就造成鉆孔中瓦斯含量高、孔裂隙發(fā)育、透氣性好的地段，能量傳遞不足；而對(duì)那些瓦斯含量低、孔裂隙不發(fā)育、透氣性不好的地段，負(fù)壓傳遞的能量被無(wú)效損失。這是造成傳統(tǒng)瓦斯抽采方式抽采效果差的主要原因。研究發(fā)現(xiàn)，理想狀態(tài)下，鉆孔封孔效果越好，距負(fù)壓加載處越遠(yuǎn)，壓差損失越大，盡管瓦斯?jié)舛雀撸髁啃。欢@孔封孔效果差，負(fù)壓能量傳遞主要集中在孔口附近，雖然流量大，但瓦斯?jié)舛鹊汀Ｒ虼耍瑐鹘y(tǒng)的瓦斯抽采方法不能解決本煤層瓦斯安全高效抽采的技術(shù)難題。

本發(fā)明涉及的一種全孔段可移動(dòng)負(fù)壓調(diào)節(jié)瓦斯抽采裝置克服了傳統(tǒng)瓦斯抽采裝置的缺點(diǎn)，將孔口（或孔底）單點(diǎn)固定式負(fù)壓抽采方式轉(zhuǎn)變?yōu)槿锥慰梢苿?dòng)（多點(diǎn)），可調(diào)節(jié)（多負(fù)壓）的抽采方式，使鉆孔中流場(chǎng)發(fā)生根本改變，能有效提高鉆孔瓦斯抽采效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的主要是針對(duì)低透氣性、難抽采煤層在本煤層預(yù)抽中普遍存在著的“封的好流量低，封不好濃度低”的技術(shù)難題，克服傳統(tǒng)瓦斯抽采裝置的缺點(diǎn)，將孔口（或孔底）單點(diǎn)固定式負(fù)壓抽采方式轉(zhuǎn)變?yōu)槿锥慰梢苿?dòng)（多點(diǎn)），可調(diào)節(jié)（多負(fù)壓）的抽采方式，使鉆孔中流場(chǎng)發(fā)生根本改變，有效提高鉆孔瓦斯抽采效率，進(jìn)而提供了一種全孔段可移動(dòng)負(fù)壓調(diào)節(jié)瓦斯抽采裝置及抽采方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種全孔段可移動(dòng)負(fù)壓調(diào)節(jié)瓦斯抽采裝置，包括高壓軟管支架、篩管、封孔管、高壓軟管、絞盤(pán)、負(fù)壓調(diào)節(jié)裝置和防爆電機(jī)，篩管之間通過(guò)螺紋連接并送入孔底，篩管的孔口一側(cè)與封孔管螺紋連接，封孔管的孔口一側(cè)通過(guò)法蘭將高壓軟管插入篩管內(nèi)，并將高壓軟管固定在高壓軟管支架上，高壓軟管與法蘭之間密封連接；高壓軟管另一端纏繞在絞盤(pán)上，絞盤(pán)由防爆電機(jī)驅(qū)動(dòng)；孔口處，負(fù)壓調(diào)節(jié)裝置分別與篩管、高壓軟管以及巷道抽采管路連接，在篩管和高壓軟管進(jìn)入負(fù)壓調(diào)節(jié)裝置前端設(shè)有用于檢測(cè)高壓軟管和篩管的孔口負(fù)壓和瓦斯?jié)舛鹊臋z測(cè)小孔。

所述負(fù)壓調(diào)節(jié)裝置為手柄式三通內(nèi)螺紋球閥。

所述篩管為通用型PE管，篩管內(nèi)壁設(shè)有用于安裝高壓軟管支架的導(dǎo)向槽；所述封孔管與篩管材質(zhì)相同、管徑相同，封孔管內(nèi)壁對(duì)應(yīng)篩管設(shè)有相同的導(dǎo)向槽。