CN104747230B - 一种煤矿井瓦斯抽取装置及其使用方法 - Google Patents
一种煤矿井瓦斯抽取装置及其使用方法 Download PDFInfo
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Classifications
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
- E21F7/00—Methods or devices for drawing- off gases with or without subsequent use of the gas for any purpose
Abstract
本发明公布了一种煤矿井瓦斯抽取装置及其使用方法，包括支撑筒以及移动杆，在移动杆的两侧铰链连接有多个内部中空的延伸柱体，延伸柱体的内部与移动杆内部连通，支撑筒的两侧开设有多个活动孔，延伸柱体上下内壁上安装有发泡管，延伸柱体的外壁上开有多个通孔，且发泡管上开有与通孔相对应的小孔，吸收管的一端贯穿延伸柱体的置于卸压煤层的中部，且吸收管的端部安装有过滤头，吸收管的另一端通过风机与收集罐连通。通过在矩形基坑内前后的压力变化，使得煤矿层中的瓦斯由静态转化为动态，且在煤矿层中做一定程度上的往返运动，最终由吸收管中排出，大大提高了瓦斯的抽取效率。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿开采领域，具体是指一种煤矿井瓦斯抽取装置及其使用方法。
背景技术
煤矿井下造成瓦斯积聚的原因很多，但主要有通风系统不合理和局部通风管理不善是瓦斯积聚的主要原因。如2014年34起特大瓦斯爆炸事故中，有22起主要是因通风系统不合理，存在风流短路、多次串联和循环风，造成供风地点风量不足而引起瓦斯积聚；有9起主要是因局部通风机安装位置不当，风筒未延伸到供风点或脱落引起供风点有效风量不足而造成瓦斯积聚；有2起事故主要是因停电停风而引起瓦斯积聚；有1起是盲巷积聚的瓦斯被引爆。煤矿井下引爆瓦斯的火源有爆破火花、电气火花、摩擦撞击火花、静电火花、煤炭自燃等。我国煤矿井下开采条件普遍较差，特别是南方煤矿，据统计，2014年全国国有重点煤矿共有580处矿井进行了瓦斯等级鉴定，其中高瓦斯矿井160处，低瓦斯矿井298处，煤与瓦斯突出矿井122处，有自然发火矿井372处，占64%，有煤尘爆炸危险矿井427处，占73.6% 。
目前为了防止煤矿井内瓦斯发生爆炸，一般采用在正常通风的情况下向井下鼓风，以将煤矿井内的瓦斯冲散溢出，但是与此同时井下的风量会导致井内的煤灰四起，并且由于鼓风使得井下气压增大，会直接导致井内的瓦斯等有害气体的浓度增加，并且风量中带有氧气，在一定程度上提高了瓦斯爆炸的几率，因此存在严重的安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种煤矿井瓦斯抽取装置及其使用方法，解决煤矿井内瓦斯浓度过大而导致严重安全事故，提高井下作业的安全系数。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种煤矿井瓦斯抽取装置，包括中空的支撑筒以及滑动设置在支撑筒内的移动杆，在所述移动杆的两侧铰链连接有多个内部中空的延伸柱体，延伸柱体的内部与移动杆内部连通，支撑筒的两侧开设有多个活动孔，延伸柱体的活动端贯穿活动孔置于泄压煤层内，所述延伸柱体上下内壁上安装有与聚氨酯发泡机连通的发泡管，延伸柱体的外壁上开有多个通孔，且发泡管上开有与通孔相对应的小孔；还包括吸收管，所述吸收管的一端贯穿延伸柱体的置于卸压煤层的中部，且吸收管的端部安装有过滤头，吸收管的另一端通过风机与收集罐连通。针对现有煤矿井中瓦斯含量居高的情况，申请人通过长期研究，研发出适用于高瓦斯含量的煤矿井的瓦斯抽取装置，在对煤矿开采前或是开采时进行瓦斯处理工序，保证煤矿井中施工的安全性，避免瓦斯或是煤尘爆炸造成的巨大经济损失；
本发明工作时，支撑筒沿钻进的开采孔下移，且支撑筒的外径小于开采孔的内径，使得下移杆在支撑筒内做相对运动时，与下移杆铰接的延伸柱体能够在活动孔中顺利运动，直至延伸筒体与矩形基坑相互平行，此时聚氨酯发泡机向发泡管内注入聚氨酯塑料泡沫，通过延伸柱体壁上的多个通孔，聚氨酯泡沫均匀分布在矩形基坑与延伸柱体外壁之间的间隙中，实现矩形基坑的密封，此时风机启动，在吸收管的作用下，矩形基坑以及泄压煤层、原始煤层内的瓦斯经过过滤头的过滤作用，将具有一定直径的煤尘阻挡在外，瓦斯则顺利被收集进入到收集罐中，进而实现煤矿井瓦斯的抽取；由于煤矿井中地质层的分布，在原始煤层中留有较多的相互独立的空腔，且空腔内分布有浓度较高的瓦斯，因此在挖掘单个的矩形基坑时，无法将空腔内的瓦斯抽取回收，进而导致在煤矿开采时大量的空腔内的瓦斯溢出导致重大的安全事故，本发明中在下移杆的两侧铰接设置有多个延伸柱体，因此能够与多个不同地底高度下的矩形基坑配合，进而将更多的分层明显的原始煤层内瓦斯收集，以提高在煤矿开采时的安全系数，达到安全开采的目的。
还包括混合气体排出管和氧气浓度检测仪，混合气体排出管的一端贯穿延伸柱体，混合气体排出管的另一端穿过移动杆通过空压机与气体储罐连通，在延伸柱体的端部安装有氧气浓度探头，且氧气浓度探头通过导线与氧气浓度检测仪电连接。进一步地，针对原始煤层中形成的大量空腔无法顺利被抽取，本发明设置有混合气体排出管，通过与外部的储气罐连通，在空压机的驱动下，能够向矩形基坑内充入大量的惰性混合气体，一方面惰性混合气体可在矩形基坑内将其中的氧气消耗或是稀释，另一方面可利用矩形基坑内不断增大的压强，将原本松动不易与外部连通的空腔顶开，使得空腔内的瓦斯在顺利外排，当矩形基坑内的氧气含量降低到一定程度或是矩形基坑内压力增加到一定的程度时，储气罐停止向矩形基坑注入惰性混合气体，风机启动开始将矩形基坑内的混合气体回收，进而使得矩形基坑内的气体压强骤然减小，单个独立空腔在被顶松后其内部的瓦斯会向压力减小的矩形基坑内涌出，以增大煤矿层中瓦斯的抽取量；通过在矩形基坑内前后的压力变化，使得煤矿层中的瓦斯由静态转化为动态，且在煤矿层中做一定程度上的往返运动，最终由吸收管中排出，大大提高了瓦斯的抽取效率。
所述气体储罐内填充有混合气体，所述混合气体包括NO、CO2以及N2，且三者的体积比满足NO：CO2：N2=1：4~5：7~9。在现有技术中，瓦斯爆炸有一定的浓度范围，我们把在空气中瓦斯遇火后能引起爆炸的浓度范围称为瓦斯爆炸界限，瓦斯爆炸界限为5％～16％，当瓦斯浓度低于5％时，遇火不爆炸，但能在火焰外围形成燃烧层，当瓦斯浓度为9.5％时，其爆炸威力最大(氧和瓦斯完全反应)；瓦斯浓度在16％以上时，失去其爆炸性，但在空气中遇火仍会燃烧。当瓦斯含量在7％~8％时，最易引燃； 实践证明，空气中的氧气浓度降低时，瓦斯爆炸界限随之缩小，当氧气浓度减少到12％以下时，瓦斯混合气体即失去爆炸性。这一性质对井下密闭的煤层有很大影响，在密闭的煤层内往往积存大量瓦斯，即使火源存在，但因氧的浓度低，并不会发生爆炸；如果有新鲜空气进入，氧气浓度达到12％以上，就可能发生爆炸；因此在混合气体通入矩形基坑内时，即开始对瓦斯以及氧气进行稀释，本发明中惰性混合气体包括NO、CO2以及N2，与CO2以及N2的作用不同，NO用于直接与矩形基坑内的O2直接反应，在常温条件下生成NO2，而NO2的密度比空气的密度大，单位体积内的重量也比空气大，因此反应后的NO2会徘徊与矩形基坑的中部以及下部；而CO2与N2的则位于矩形基坑的中上部，瓦斯由于质量最轻则被置于最顶部，当持续通入惰性混合气体时，矩形基坑内的气压变大，则CO2、N2开始挤压瓦斯向煤层内部渗透，即开始对煤层内部形成的密闭或是半密闭的空腔内进行冲击，当氧气浓度探头检测到氧气的含量低于12%时，停止惰性混合气体的注入，同时风机开始运转驱动吸收管开始将矩形基坑内的混合气体快速回收，即将瓦斯、NO2、CO2、N2、少量的NO以及各个空腔内的瓦斯全部回收至储气罐中；
在惰性混合气体，即NO、CO2以及N2，三者的体积比满足NO：CO2：N2=1：5：9，NO的含量最低可有效排除NO与O2反应产生过量有毒气体NO2的同时，最大程度上消耗矩形基坑内的氧气含量，降低瓦斯爆炸的几率，CO2与N2在稀释氧气以及瓦斯的同时，可预防在瓦斯发生爆炸时化学性能稳定的N2可有效控制火势以及煤矿内的温度，同时由于煤有自燃倾向性在有连续的供氧条件下热量易于积聚，煤矿生产工作面采空区氧化带内的漏入风量不足以带走煤氧化产生的热量，则煤温就逐渐升高，这时煤处于自燃发热；当温度达到煤的临界温度以上，氧化急聚加快，大量产生热量，又使煤温迅速升高，达到煤的着火温度时便着火燃烧起来，即进入自燃状态；基于此煤氧复合学说，采取向矩形基坑内注入较大流量的氮气，降低该带内的氧气含量，达到破坏煤炭自燃的一个要素，使其氧含量降到煤自燃临界值以下，就达到了防止煤自燃的目的。
所述过滤头为圆锥状，且在过滤头的开口端处安装有波浪形的滤网。在矩形基坑内存在有大量的煤尘，为防止煤层进入吸收管中，在吸收管的端部安装波浪形的滤网，在保证过滤煤层的同时，使得混合气体在最大面积上通过吸收管，提高瓦斯抽取的效率。
所述滤网的网孔直径小于或等于5微米。作为优选，基于矩形基坑内的煤屑以及煤层的直径大小的考虑，将滤网的网孔设为小于或等于5微米，以增大滤网的过滤效果。
一种如权利要求1~5任意一项所述的煤矿井瓦斯抽取装置的使用方法，包括以下步骤，
（A）在原始煤层下的泄压煤层开设多个可供抽取瓦斯的矩形基坑；
（B）将支撑筒置于煤矿井内，同时使得延伸柱体水平放置在矩形基坑内；
（C）聚氨酯发泡机在压力泵的作用下开始向发泡管注入聚氨酯塑料泡沫，通过聚氨酯塑料泡沫穿过通孔将矩形基坑与延伸柱体之间的间隙完全密封；
（D）通过延伸柱体端部的氧气浓度探头将矩形基坑内的氧气含量测量，当氧气浓度大于或是等于12%时，气体储罐开始向混合气体排出管注入混合气体，以对矩形基坑内的氧气浓度进行稀释；当氧气浓度小于12%时，停止注入混合气体；
（E）在泄压煤层中的瓦斯在被注入的混合气体挤压扩散时，且将原始煤层中原本闭合的间隙冲散开，使得间隙内的瓦斯与泄压煤层以及矩形基坑内的瓦斯汇聚在一起，启动风机，通过吸收管将汇聚的瓦斯以及混合气体快速回收至收集罐内。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明一种煤矿井瓦斯抽取装置及其使用方法，由于煤矿井中地质层的分布，在原始煤层中留有较多的相互独立的空腔，且空腔内分布有浓度较高的瓦斯，因此在挖掘单个的矩形基坑时，无法将空腔内的瓦斯抽取回收，进而导致在煤矿开采时大量的空腔内的瓦斯溢出导致重大的安全事故，本发明中在下移杆的两侧铰接设置有多个延伸柱体，因此能够与多个不同地底高度下的矩形基坑配合，进而将更多的分层明显的原始煤层内瓦斯收集，以提高在煤矿开采时的安全系数，达到安全开采的目的；
2、本发明一种煤矿井瓦斯抽取装置及其使用方法，当矩形基坑内的氧气含量降低到一定程度或是矩形基坑内压力增加到一定的程度时，储气罐停止向矩形基坑注入惰性混合气体，风机启动开始将矩形基坑内的混合气体回收，进而使得矩形基坑内的气体压强骤然减小，单个独立空腔在被顶松后其内部的瓦斯会向压力减小的矩形基坑内涌出，以增大煤矿层中瓦斯的抽取量；通过在矩形基坑内前后的压力变化，使得煤矿层中的瓦斯由静态转化为动态，且在煤矿层中做一定程度上的往返运动，最终由吸收管中排出，大大提高了瓦斯的抽取效率；
3、本发明一种煤矿井瓦斯抽取装置及其使用方法，在吸收管的端部安装波浪形的滤网，在保证过滤煤层的同时，使得混合气体在最大面积上通过吸收管，提高瓦斯抽取的效率；
4、本发明一种煤矿井瓦斯抽取装置及其使用方法，基于矩形基坑内的煤屑以及煤层的直径大小的考虑，将滤网的网孔设为小于或等于5微米，以增大滤网的过滤效果。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中A处的放大图；
附图中标记及相应的零部件名称：
1-原始煤层，2-泄压煤层，3-活动孔，4-支撑筒，5-风机、6-收集罐、7-空压机、8-压力泵、9-气体储罐、10-氧气浓度检测仪、11-聚氨酯发泡机、12-延伸柱体、13-发泡管、14-氧气浓度探头、15-移动杆、16-混合气体排出管、17-吸收管、18-通孔、19-过滤头。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
如图1至2所示，本实施例包括中空的支撑筒4以及滑动设置在支撑筒4内的移动杆15，在所述移动杆15的两侧铰链连接有多个内部中空的延伸柱体12，延伸柱体12的内部与移动杆15内部连通，支撑筒4的两侧开设有多个活动孔3，延伸柱体12的活动端贯穿活动孔3置于泄压煤层2内，所述延伸柱体12上下内壁上安装有与聚氨酯发泡机11连通的发泡管13，延伸柱体12的外壁上开有多个通孔18，且发泡管13上开有与通孔18相对应的小孔；还包括吸收管17，所述吸收管17的一端贯穿延伸柱体12的置于卸压煤层的中部，且吸收管17的端部安装有过滤头19，吸收管17的另一端通过风机5与收集罐6连通；还包括混合气体排出管16和氧气浓度检测仪10，混合气体排出管16的一端贯穿延伸柱体12，混合气体排出管16的另一端穿过移动杆15通过空压机7与气体储罐9连通，在延伸柱体12的端部安装有氧气浓度探头14，且氧气浓度探头14通过导线与氧气浓度检测仪10电连接；所述气体储罐9内填充有混合气体，所述混合气体包括NO、CO2以及N2，且三者的体积比满足NO：CO2：N2=1：4~5：7~9；所述过滤头19为圆锥状，且在过滤头19的开口端处安装有波浪形的滤网。
针对原始煤层1中形成的大量空腔无法顺利被抽取，本发明设置有混合气体排出管16，通过与外部的储气罐连通，在空压机7的驱动下，能够向矩形基坑内充入大量的惰性混合气体，一方面惰性混合气体可在矩形基坑内将其中的氧气消耗或是稀释，另一方面可利用矩形基坑内不断增大的压强，将原本松动不易与外部连通的空腔顶开，使得空腔内的瓦斯在顺利外排，当矩形基坑内的氧气含量降低到一定程度或是矩形基坑内压力增加到一定的程度时，储气罐停止向矩形基坑注入惰性混合气体，风机5启动开始将矩形基坑内的混合气体回收，进而使得矩形基坑内的气体压强骤然减小，单个独立空腔在被顶松后其内部的瓦斯会向压力减小的矩形基坑内涌出，以增大煤矿层中瓦斯的抽取量；通过在矩形基坑内前后的压力变化，使得煤矿层中的瓦斯由静态转化为动态，且在煤矿层中做一定程度上的往返运动，最终由吸收管17中排出，大大提高了瓦斯的抽取效率。
在混合气体通入矩形基坑内时，即开始对瓦斯以及氧气进行稀释，本发明中惰性混合气体包括NO、CO2以及N2，与CO2以及N2的作用不同，NO用于直接与矩形基坑内的O2直接反应，在常温条件下生成NO2，而NO2的密度比空气的密度大，单位体积内的重量也比空气大，因此反应后的NO2会徘徊与矩形基坑的中部以及下部；而CO2与N2的则位于矩形基坑的中上部，瓦斯由于质量最轻则被置于最顶部，当持续通入惰性混合气体时，矩形基坑内的气压变大，则CO2、N2开始挤压瓦斯向煤层内部渗透，即开始对煤层内部形成的密闭或是半密闭的空腔内进行冲击，当氧气浓度探头14检测到氧气的含量低于12%时，停止惰性混合气体的注入，同时风机5开始运转驱动吸收管17开始将矩形基坑内的混合气体快速回收，即将瓦斯、NO2、CO2、N2、少量的NO以及各个空腔内的瓦斯全部回收至储气罐中；在惰性混合气体，即NO、CO2以及N2，三者的体积比满足NO：CO2：N2=1：4~5：7~9，NO的含量最低可有效排除NO与O2反应产生过量有毒气体NO2的同时，最大程度上消耗矩形基坑内的氧气含量，降低瓦斯爆炸的几率，CO2与N2在稀释氧气以及瓦斯的同时，可预防在瓦斯发生爆炸时化学性能稳定的N2可有效控制火势以及煤矿内的温度，同时由于煤有自燃倾向性在有连续的供氧条件下热量易于积聚，煤矿生产工作面采空区氧化带内的漏入风量不足以带走煤氧化产生的热量，则煤温就逐渐升高，这时煤处于自燃发热；当温度达到煤的临界温度以上，氧化急聚加快，大量产生热量，又使煤温迅速升高，达到煤的着火温度时便着火燃烧起来，即进入自燃状态；基于此煤氧复合学说，采取向矩形基坑内注入较大流量的氮气，降低该带内的氧气含量，达到破坏煤炭自燃的一个要素，使其氧含量降到煤自燃临界值以下，就达到了防止煤自燃的目的。
在理论上分析，一个体积的瓦斯需要有两个体积的氧气才能进行最充分、最完全的化学反应，众所周知，新鲜空气中的氧气占20.96%，剩余的为氮气和其他气体，如果把空气中的氧气看为1个体积，那么氮气和其他惰性气体就是79.4÷20.96=3.77个体积，整个空气就可看作为4.77个体积，也就是说，如果有一个体积的氧气参加化学反应，就要有4.77个体积。由于一个体积的瓦斯需要2个体积的氧气才能进行最充分、最完全的化学反应，而此时的空气应为2×4.77=9.54个体积，所以此时的瓦斯浓度为[1/(1+9.54)] ×100%=9.5%,而本发明考虑到在严重氧气的助燃后果，在混合气体中通入NO，用于消耗泄压煤层中的氧气，通常NO与氧气反应后会产生有毒气体----二氧化氮，在工程施工过程中几乎没有人应用，因此在通入一个单位的NO后，同时注入4~5个单位的CO2以及7~9个单位的N2，用于稀释为完全发生反应的氧气以及反应产生的有毒气体，由于基坑内在注入混合气体后压强增加速度较快，且彻底将瓦斯爆炸或是燃烧需要的条件扼杀，在当基坑内的氧浓度下降至12%时，由于基坑内在注入混合气体后压强增加速度较快，且短时间内吸收管将此时的混合气体回收至储气罐，防止产生的有毒气体的溢出。
经过申请人长期实验对比，混合气体体积比对瓦斯防爆的影响如下表：
| 序号 | 是否注入混合气体 | 混合注入比例（NO：CO2：N2） | 基坑内氧浓度 | 有火源时产生爆炸的几率 |
| 1 | 否 | 0 | 10%~15% | 68%~80% |
| 2 | 是 | 1：1：4 | 9%~13.5% | 38%~50% |
| 3 | 是 | 1：2：5 | 9.1%~12.3% | 30%~45% |
| 4 | 是 | 1：3：6 | 9.2%~13% | 29%~40.1% |
| 5 | 是 | 1：4：7 | 6%~11.9% | 0%~10% |
| 6 | 是 | 1：5：8 | 5.8%~11.3% | 0%~8% |
| 7 | 是 | 1：3：9 | 8%~12.1% | 5%~12% |
| 8 | 是 | 1：4：9 | 6%~10.2% | 0%~4% |
| 9 | 是 | 1：5：9 | 6.1%~8% | 0%~2.5% |
| 10 | 是 | 1：5：8 | 5.8%~8.3% | 0%~2.3% |
根据上表显示，当NO：CO2：N2的比值在1:1~3:4~5时，基坑内的氧浓度水平较高，当遇到火源时产生爆炸的可能性较高；当NO：CO2：N2的比值在1:4~5:7~9时，基坑内的氧浓度水平为最为安全的等级，如遇到火源，瓦斯产生爆炸的几率极低，因此将混合气体中体积比选用最优的1:4~5:7~9。
作为优选，基于矩形基坑内的煤屑以及煤层的直径大小的考虑，将滤网的网孔设为小于或等于5微米，以增大滤网的过滤效果。
实施例2
如图1至2所示，本实施例包括以下步骤，
（A）在原始煤层1下的泄压煤层2开设多个可供抽取瓦斯的矩形基坑；
（B）将支撑筒4置于煤矿井内，同时使得延伸柱体12水平放置在矩形基坑内；
（C）聚氨酯发泡机11在压力泵8的作用下开始向发泡管13注入聚氨酯塑料泡沫，通过聚氨酯塑料泡沫穿过通孔18将矩形基坑与延伸柱体12之间的间隙完全密封；
（D）通过延伸柱体12端部的氧气浓度探头14将矩形基坑内的氧气含量测量，当氧气浓度大于或是等于12%时，气体储罐9开始向混合气体排出管16注入混合气体，以对矩形基坑内的氧气浓度进行稀释；当氧气浓度小于12%时，停止注入混合气体；
（E）在泄压煤层2中的瓦斯在被注入的混合气体挤压扩散时，且将原始煤层1中原本闭合的间隙冲散开，使得间隙内的瓦斯与泄压煤层2以及矩形基坑内的瓦斯汇聚在一起，启动风机5，通过吸收管17将汇聚的瓦斯以及混合气体快速回收至收集罐6内。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种煤矿井瓦斯抽取装置，包括中空的支撑筒(4)以及滑动设置在支撑筒(4)内的移动杆(15)，其特征在于：在所述移动杆(15)的两侧铰链连接有多个内部中空的延伸柱体(12)，延伸柱体(12)的内部与移动杆(15)内部连通，支撑筒(4)的两侧开设有多个活动孔(3)，延伸柱体(12)的活动端贯穿活动孔(3)置于泄压煤层(2)内，所述延伸柱体(12)上下内壁上安装有与聚氨酯发泡机(11)连通的发泡管(13)，延伸柱体(12)的外壁上开有多个通孔(18)，且发泡管(13)上开有与通孔(18)相对应的小孔；还包括吸收管(17)，所述吸收管(17)的一端贯穿延伸柱体(12)的置于卸压煤层(2)的中部，且吸收管(17)的端部安装有过滤头(19)，吸收管(17)的另一端通过风机(5)与收集罐(6)连通。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿井瓦斯抽取装置，其特征在于：还包括混合气体排出管(16)和氧气浓度检测仪(10)，混合气体排出管(16)的一端贯穿延伸柱体(12)，混合气体排出管(16)的另一端穿过移动杆(15)通过空压机(7)与气体储罐(9)连通，在延伸柱体(12)的端部安装有氧气浓度探头(14)，且氧气浓度探头(14)通过导线与氧气浓度检测仪(10)电连接。
3.根据权利要求2所述的一种煤矿井瓦斯抽取装置，其特征在于：所述气体储罐(9)内填充有混合气体，所述混合气体包括NO、CO2以及N2，且三者的体积比满足NO：CO2：N2＝1：4～5：7～9。
4.根据权利要求1所述的一种煤矿井瓦斯抽取装置，其特征在于：所述过滤头(19)为圆锥状，且在过滤头(19)的开口端处安装有波浪形的滤网。
5.根据权利要求4所述的一种煤矿井瓦斯抽取装置及其使用方法，其特征在于：所述滤网的网孔直径小于或等于5微米。
6.一种如权利要求1～5任意一项所述的煤矿井瓦斯抽取装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤，
(A)在原始煤层下的泄压煤层开设多个可供抽取瓦斯的矩形基坑；
(B)将支撑筒(4)置于煤矿井内，同时使得延伸柱体(12)水平放置在矩形基坑内；
(C)聚氨酯发泡机(11)在压力泵(8)的作用下开始向发泡管(13)注入聚氨酯塑料泡沫，通过聚氨酯塑料泡沫穿过通孔(18)将矩形基坑与延伸柱体(12)之间的间隙完全密封；
(D)通过延伸柱体(12)端部的氧气浓度探头(14)将矩形基坑内的氧气含量测量，当氧气浓度大于或是等于12％时，气体储罐(9)开始向混合气体排出管(16)注入混合气体，以对矩形基坑内的氧气浓度进行稀释；当氧气浓度小于12％时，停止注入混合气体；
(E)在泄压煤层中的瓦斯在被注入的混合气体挤压扩散时，且将原始煤层(1)中原本闭合的间隙冲散开，使得间隙内的瓦斯与泄压煤层(2)以及矩形基坑内的瓦斯汇聚在一起，启动风机(5)，通过吸收管(17)将汇聚的瓦斯以及混合气体快速回收至收集罐(6)内。
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