[發明專利]一種疏通煤層瓦斯抽采鉆孔孔隙和裂隙的裝置及方法

有效

• 申請號: 202010738463.3
• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN111749644B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 趙永生;徐偉杰;李慶源;王曉軍;李研;李壽山
• 申請（專利權）人: 山東安益礦用設備有限公司
• 主分類號: E21B34/06
• 分類號: E21B34/06;E21B43/00;E21B47/06;E21B47/00
• 代理公司: 淄博市眾朗知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 37316
• 代理人: 程強強

本發明涉及瓦斯抽采技術領域，特別是涉及一種疏通煤層瓦斯抽采鉆孔孔隙和裂隙的方法及裝置；所述裝置包括與鉆孔連通的負壓管和正壓管，所述負壓管通過第一連接管連接所述鉆孔，所述第一連接管上安裝有計量單元和第一閥門，所述計量單元用于檢測瓦斯流量和壓力，所述正壓管通過第二連接管連接所述鉆孔，所述第二連接管上安裝有第二閥門，所述鉆孔互相連通；所述方法包括步驟S1，安裝；步驟S2，初始化；步驟S3，負壓疏通；步驟S4，當采用步驟S3負壓疏通無法進行疏通且所述計量單元檢測的瓦斯流量Q≤第一設定值時，再采用正壓疏通；疏通煤體瓦斯運移過程中的孔隙和裂隙通道、提高鉆孔的抽采效率、增加瓦斯抽采量。

技術領域

本發明涉及瓦斯抽采技術領域，特別是涉及一種疏通煤層瓦斯抽采鉆孔孔隙和裂隙的方法及裝置。

背景技術

煤是由植物遺體轉變成的一種極不均一的有機巖石，?植物細胞結構不同程度地得以保存。?植物原始細胞結構的差異及其保存的完整程度的不同，成煤初期的膠質物質在漫長的地質年代中，由于高溫高壓的作用、逐漸脫水和凝結、形成無數微小的孔洞。根據煤中孔隙分類如下：

1、?微孔，?其直徑小于?0.01μｍ，它構成了煤中吸附容積；

2、小孔，?其直徑在?0.1～0.1?μm，它構成了毛細管凝結和瓦斯擴散空間；

3、中孔，?其直徑在?0.1～1μm，它構成了緩慢的層流滲透區域；

4、大孔，?其直徑在1～100μｍ，?它構成了煤在變質過程中也會改變原有孔隙，并產生新孔隙。

5、可見孔及裂隙，?其直徑大于100μｍ，?它構成了層流及紊流混合滲透區域，并決定了煤的宏觀破壞面。

煤層內部的不均一性、不僅表現為各種孔隙的發育，煤體破壞類型，?由于其破壞程度不同，?煤的物理、力學?性質和特征也不同；?煤的特征形成的類別，包括煤的光澤、?構造特征、節理面性質、?強度、?斷口性質，?表現為裂隙的普遍發育，?因此，?煤是一種多孔隙的物?質。?煤層在成煤過程中伴隨有一定量的瓦斯形成，?瓦斯主要儲存在煤層的孔隙和裂隙中，?其擴散和運移也是在孔隙和裂隙中進行的。?煤層中的孔隙和裂隙既是瓦斯儲存的場所，?也是瓦斯產出的重要通道。這些通道在不斷發生變化，?礦井鉆孔瓦斯長期在—13Kp以下（煤炭行業標準要求）抽采、瓦斯運移過程中的孔隙和裂隙造成了封堵，嚴重影響鉆孔抽采量，因此提出一種疏通煤層瓦斯抽采鉆孔孔隙、裂隙，增加瓦斯抽采量的方法。

瓦斯抽采鉆孔中瓦斯運移過程的孔隙和裂隙造成了封堵的原因分析：煤層內部的不均一?性、由于其破壞程度不同，煤的物理、力學性質，表現為各種孔隙的發育。煤層鉆孔內瓦斯長期在—13Kp一下（煤炭行業標準要求）抽采、瓦斯運移過程中的造成孔隙和裂隙的封堵，影響了煤層鉆孔瓦斯抽采量。

發明內容

本發明的目的是提供一種疏通煤層瓦斯抽采鉆孔孔隙和裂隙的方法，采用基于負壓管疏通和基于正壓管疏通的方法，疏通煤層瓦斯抽采鉆孔孔隙和裂隙進行瓦斯抽采，提高瓦斯抽采效率、增加瓦斯抽采量。

為解決上述技術問題，本發明提供了如下技術方案：

一種疏通煤層瓦斯抽采鉆孔孔隙和裂隙的裝置，包括與鉆孔連通的負壓管和正壓管，所述負壓管通過第一連接管連接所述鉆孔，所述第一連接管上安裝有計量單元和第一閥門，所述計量單元用于檢測瓦斯流量和壓力，所述正壓管通過第二連接管連接所述鉆孔，所述第二連接管上安裝有第二閥門，所述鉆孔互相連通。

優選地，所述第一閥門和第二閥門均為礦用電動閥門，所述計量單元、第一閥門和第二閥門連接分站，所述分站連接監控主機。

優選地，所述計量單元采用組合傳感器GD3。

一種疏通煤層瓦斯抽采鉆孔孔隙和裂隙的方法，包括如下步驟：