[發明專利]深部煤層頂板鉆孔煤熱氣共采方法

有效

• 申請號: 202010922606.6
• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN111911224B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 孫路路;程衛民;王海山;王剛;劉義鑫;黃啟銘;張帥虎
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00;E21C41/18;F24T10/10;G06F30/20;E21B47/07
• 代理公司: 重慶天成卓越專利代理事務所(普通合伙) 50240
• 代理人: 譚小容

1.一種深部煤層頂板鉆孔煤熱氣共采方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步，在深部煤層開采區域的第一水平位置設置集中換熱站(2)，由副井(1)連接主取熱管路(3)至地面，集中換熱站(2)通過主取熱管路(3)連接至深部煤層開采的工作面(7)，主取熱管路(3)結合集中換熱站(2)用于將冷水注入工作面(7)并將熱水運輸至地面；在地表建設瓦斯抽采泵站(4)，沿副井(1)向井下巷道布置瓦斯抽采管路(5)用于將瓦斯抽采泵站(4)連接至工作面(7)；

第二步，在工作面(7)的頂板和底板上沿開采方向分別布設S型管路(6)用于取熱或瓦斯抽采，其中頂板上的S型管路(6)布置在裂隙帶；

第三步，在采煤前，先將主取熱管路(3)與工作面頂板、底板上的S型管路(6)相連，并結合集中換熱站(2)對工作面頂板、底板上的S型管路(6)注水取熱；

第四步，在工作面頂板、底板的S型管路(6)出水管處安裝水溫探測裝置用于監測水溫，通過在集中換熱站(2)控制冷水進水速度來控制水溫保持相對穩定；

第五步，在采煤時，工作面頂板上的S型管路(6)停止注水取熱，由工作面頂板向工作面煤層打豎向鉆孔(8)增加瓦斯抽采的自由面，工作面底板上的S型管路(6)繼續注水取熱，將工作面頂板上的S型管路(6)連接至瓦斯抽采管路(5)進行當前工作面的瓦斯氣體抽采，同時工作面底板上的S型管路(6)繼續注水取熱，取熱和瓦斯抽采不影響煤炭的采掘作業，達到工作面煤熱氣共采。

2.根據權利要求1所述的深部煤層頂板鉆孔煤熱氣共采方法，其特征在于：所述豎向鉆孔(8)的鉆孔數量K由工作面長度S、回采長度L及瓦斯抽采半徑R決定，其中：

1)根據礦井設計資料確定工作面長度S、回采長度L；

2)通過建立抽采模型，使用數值模擬軟件分析某一半徑的鉆孔抽采瓦斯量的演化規律，得出一定負壓下瓦斯抽采半徑R；

3)由下列公式計算得出鉆孔數量K；

令K＝K_S×K_L，K_S＝[S/2R]，K_L＝[L/2R]。

3.根據權利要求1或2所述的深部煤層頂板鉆孔煤熱氣共采方法，其特征在于：對于多個工作面煤熱氣共采的情形，若所述集中換熱站(2)至其余水平取熱場所距離較遠，由集中換熱站(2)向各開采區打垂直和水平的鉆孔，以減少主取熱管路(3)的布置長度。

4.根據權利要求1所述的深部煤層頂板鉆孔煤熱氣共采方法，其特征在于：所述主取熱管路(3)所取熱水送至地面發電廠減少發電所需燃煤量，或送至室內供暖。

5.根據權利要求1或2所述的深部煤層頂板鉆孔煤熱氣共采方法，其特征在于：對所述主取熱管路(3)、S型管路(6)的熱水出管部分做隔熱處理，避免熱害區域的高溫擴散至其它工作場所。

6.根據權利要求1或2所述的深部煤層頂板鉆孔煤熱氣共采方法，其特征在于：所述S型管路(6)的兩端與主取熱管路(3)通過隔熱軟管相連。