[發明專利]一種煤礦井下升溫促瓦斯解吸的裝置及作業方法

在審

• 申請號: 202011156920.4
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112127861A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 楊程濤;肖長河;張冠軍;柴錫軍;蔣志剛;陳國紅;陳祥經;王正偉;楊正宇;熊俊杰;馮立杰
• 申請（專利權）人: 河南能源化工集團研究總院有限公司
• 主分類號: E21B43/24
• 分類號: E21B43/24;E21B43/00;E21F7/00;E21B33/12
• 代理公司: 鄭州浩德知識產權代理事務所(普通合伙) 41130
• 代理人: 邊鵬

本發明提出了一種煤礦井下升溫促瓦斯解吸的裝置，包括升溫鉆桿、進水管、加熱管、回水管和帶有接頭的金屬軟管；進水管、加熱管和回水管兩端均安裝金屬軟管；其中進水管與回水管分別安裝在升溫鉆桿的兩邊外側；加熱管套設安裝在升溫鉆桿內部；加熱管兩端通過金屬軟管分別與進水管和回水管連接。本發明安裝方便快捷，能夠根據實際需要調整安裝長度；采用并聯管路，能夠保證各個單元長度的鉆桿周圍溫度保持一致，使整個鉆孔內煤體解吸保持一致；使用水作為傳熱介質，更加安全高效。

技術領域

本發明涉及屬于煤層瓦斯抽采技術領域，具體為一種煤礦井下升溫促瓦斯解吸的裝置及作業方法。

背景技術

對于煤礦的安全生產，瓦斯災害防治是重中之重。隨著礦井開采深度的增加，地應力不斷增高，瓦斯含量隨之增加，瓦斯危險性系數也在不斷上升。瓦斯災害的防治最主要的措施就是防止瓦斯積聚、消除瓦斯突出，而瓦斯抽采是控制煤層瓦斯瓦斯濃度、消除采掘工作面瓦斯突出的最有效途徑。

瓦斯抽采是一項復雜的工程技術，對于低透氣性、高瓦斯和突出煤層，提高瓦斯抽采流量取決于煤層游離瓦斯的含量，從根本上來說，取決于煤體對瓦斯的吸附特性。煤的吸附特性是研究煤與瓦斯突出規律以及煤層氣開發利用的重要依據，通過對最近十幾年專家學者開展的對煤體瓦斯吸附特性影響實驗研究成果匯總、歸納、分析，溫度也是影響煤體吸附特征的一個重要因素。在相同氣體壓力下，相同煤質煤體的瓦斯吸附量隨著溫度的升高而降低，也就是說，隨著溫度升高，瓦斯擴散速度增大，促進煤層瓦斯的解吸，煤層中游離瓦斯含量增加，更加利于煤層瓦斯瓦斯的抽采。

利用溫度的升高來提高煤層瓦斯解吸量，目前相關的研究還處于起步階段，亟需相應的裝備、工藝等提供技術支持。

發明內容

本發明正是基于上述技術問題至少之一，提供一種煤礦井下升溫促瓦斯解吸的裝置，安裝方便快捷，能夠根據實際需要調整安裝長度；采用并聯管路，能夠保證各個單元長度的鉆桿周圍溫度保持一致，使整個鉆孔內煤體解吸保持一致；使用水作為傳熱介質，更加安全高效。

有鑒于此，本發明提出了一種煤礦井下升溫促瓦斯解吸的裝置，包括升溫鉆桿、進水管、加熱管、回水管和帶有接頭的金屬軟管；進水管、加熱管和回水管兩端均安裝金屬軟管；其中進水管與回水管分別安裝在升溫鉆桿的兩邊外側；加熱管套設安裝在升溫鉆桿內部；加熱管兩端通過金屬軟管分別與進水管和回水管連接。

優選的，金屬軟管為可彎曲的金屬軟管。

本發明在煤層抽采鉆孔施工完成后，將若干升溫促瓦斯解吸的裝置連接起來，并將連接完成的若干升溫促瓦斯解吸的裝置送入鉆孔，為防止卡鉆，升溫鉆桿最前端安裝有常規鉆頭，末端與井下抽采回路相連接。在達到指定深度后，將裝置進水管末端與外部升溫回路出水口相連接，回水管末端與升溫回路入水口相連接，啟動回路，隨著熱水沿回路循環，可實現鉆孔附近煤體的升溫，進而促進解吸，提高瓦斯抽采量。

進一步的，接頭包括三通接頭、直通接頭和直角接頭。

其中，加熱管兩端連接的金屬軟管上連接直角接頭，而進水管前端連接的金屬軟管上連接直通接頭；進水管末端連接的金屬軟管上連接三通接頭，其中進水管末端連接的金屬軟管上的三通接頭與加熱管一端連接的金屬軟管上的直角接頭連接；其中回水管前端連接的金屬軟管上連接三通接頭；回水管末端連接的金屬軟管上連接直通接頭；其中回水管前端連接的金屬軟管上的三通接頭與加熱管另一端連接的金屬軟管上的直角接頭連接，形成水循環。本發明在使用過程中，將多個升溫促瓦斯解吸的裝置連接，其中每個升溫單元間為并聯結構，保證整體溫度均勻一致。

進一步的，升溫鉆桿為圓柱空腔結構，前端為錐形外螺紋，末端為錐形內螺紋；升溫鉆桿的前端和后端相適配。