CN106869991B - 一种微波热风耦合注热的煤体增透方法 - Google Patents
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Abstract
一种微波热风耦合注热的煤体增透方法，首先向煤层施工钻孔，在同轴波导内端连接微波天线，一起送入钻孔。再依次将波导转换器、矩形波导和微波发生器连接在同轴波导外端。接着将加热器用管道连接，通入钻孔内部。设备安装完毕之后，向钻孔输送高压热风，同时打开微波进行辐射。微波辐射可以有效促进瓦斯解吸，产生的热应力更是能够损伤煤体，产生微裂纹，同时高压热风会沿着煤层裂隙快速流动，吹走裂隙中煤屑，扩大煤层裂隙。将这两者相结合，微波不仅对煤体产生辐射效果，而且起到了进一步加热风流的效果，使得煤体孔隙更易疏通，达到良好的煤体增透、促进瓦斯解析的效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种微波热风耦合注热的煤体增透方法，属于煤矿井下煤体增透相关技术领域，尤其适用于松软高瓦斯低透气性煤层的。
背景技术
随着我国煤矿开采深度的不断加深，煤层透气性对瓦斯抽采的制约越来越严重，良好的煤层增透技术成为了煤矿深层开采的必备技术。目前，我国的瓦斯抽采手段主要是钻孔抽采，对煤层透气性有着较高的要求，为了提高煤层的透气性，我国已有诸多学者提出了许多煤层增透方法，如钻孔内割缝泄压增透方法、松动爆破煤体增透方法、钻孔内冷胀热驱式煤体增透等。这些措施在煤层增透工作中取得了一定的成效，但是也存在很大的局限性，故需要一些应用面更广的或应用面不同的煤层增透方法。利用微波辐射可以有效促进瓦斯解吸，产生的热应力更是能够损伤煤体，产生微裂纹，同时高压热风会沿着煤层裂隙快速流动，吹走裂隙中煤屑，扩大煤层裂隙。如果能将这两种技术相结合，定能达到一种高效的煤层增透方法。
发明内容
技术问题：本发明的目的是克服已有技术中的不足，提供一种方法简单、能够大幅提高煤层增透效果的微波热风耦合注热的煤体增透方法。
技术方案：本发明的微波热风耦合注热的煤体增透方法，包括以下步骤：
a、在施工完成后的钻孔内送入热风管和微波护管；
b、在同轴波导前端连接微波天线，然后将其送入微波护管内，直至微波天线到达微波护管的内端；
c、在同轴波导的外露端依次连接波导转换器、矩形波导和微波发生器；
d、在热风管外端部连接高压胶管，高压胶管连接高压气泵，高压气泵连接加热器；
e、在钻孔前端利用封孔器进行封堵；
f、待封孔作业完成后，打开加热器以及高压气泵，向煤层通入高压热风；
g、通入高压热风的同时，打开微波发生器，产生的微波依次通过矩形波导、波导转换器和同轴波导，最后到达微波天线，并由微波天线向钻孔辐射；
h、当瓦斯充分解吸后，将高压胶管连接瓦斯抽采管网进行瓦斯抽采。
所述的热风管和微波护管的外露端距孔口的距离为0.1-0.15m。
所述的微波护管为聚四氟乙烯材质。
所述的微波发生器的工作频率为2.45 GHz，功率为2 kW。
有益效果：本发明通过向煤层内通入高压热风，并用微波进行辐射，微波辐射可以有效促进瓦斯解吸，产生的热应力更是能够损伤煤体，产生微裂纹，同时高压热风会沿着煤层裂隙快速流动，吹走裂隙中煤屑，扩大煤层裂隙。在微波的辅助下，高压热风的温度进一步升高，更加利于疏通孔隙，促进瓦斯解吸，煤质变得松散易碎，能够达到良好的煤层增透效果。显著地提高了之后的瓦斯抽采以及巷道掘进等作业的效率。
附图说明
图1是本发明的微波热风耦合注热的煤体增透方法示意图。
图中：1-煤层，2-钻孔，3-热风管，4-微波天线，5-同轴波导，6-微波护管，7-波导转换器，8-矩形波导，9-微波发生器，10-封孔器，11-高压胶管，12-高压气泵，13-加热器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述 ：
本发明的微波热风耦合注热的煤体增透方法：首先，在煤层1中施工一个钻孔2，在施工完成后的钻孔2内送入热风管3和微波护管6，热风管和微波护管的外露端距孔口的距离为0.1m。其中的微波护管6为聚四氟乙烯材质。之后将在同轴波导5前端连接微波天线4，然后将其送入微波护管6内，直至微波天线4到达微波护管6的内端。将同轴波导5的外露端依次连接波导转换器7、矩形波导8和微波发生器9，所述的微波发生器9的工作频率为2.45GHz，功率为2 kW。在热风管3外端部连接高压胶管11，高压胶管11连接高压气泵12，高压气泵12连接加热器13。待管路连接好后，实施封孔作业，在钻孔2前端利用封孔器10对钻孔进行封堵。待封孔作业完成后，打开加热器13以及高压气泵12，向煤层通入高压热风。同时打开微波发生器9，产生的微波依次通过矩形波导8、波导转换器7和同轴波导5，最后到达微波天线4，并由微波天线4向钻孔2辐射。在微波辐射的作用下，微波辐射可以有效促进瓦斯解吸，产生的热应力更是能够损伤煤体，产生微裂纹，同时，高压热风会沿着煤层裂隙快速流动，吹走裂隙中煤屑，扩大煤层裂隙。在微波的辅助下，高压热风的温度进一步升高，更加利于疏通孔隙，促进瓦斯解吸，煤质变得松散易碎，能够达到良好的煤层增透效果。当瓦斯充分解吸后，将高压胶管11连接瓦斯抽采管网进行瓦斯抽采。
Claims (1)
1.一种微波热风耦合注热的煤体增透方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、在施工完成后的一个钻孔（2）内送入热风管（3）和微波护管（6）；所述的热风管（3）和微波护管（6）的外露端距孔口的距离为0.1-0.15m；其中的微波护管（6）为聚四氟乙烯材质；
b、在同轴波导（5）前端连接微波天线（4），然后将其送入微波护管（6）内，直至微波天线（4）到达微波护管（6）的内端；
c、在同轴波导（5）的外露端依次连接波导转换器（7）、矩形波导（8）和微波发生器（9），所述的微波发生器（9）的工作频率为2.45 GHz，功率为2 kW；
d、在热风管（3）外端部连接高压胶管（11），高压胶管（11）连接高压气泵（12），高压气泵（12）连接加热器（13）；
e、待管路连接好后，实施封孔作业，在钻孔（2）前端利用封孔器（10）进行封孔；
f、待封孔作业完成后，打开加热器（13）以及高压气泵（12），向煤层通入高压热风；
g、通入高压热风的同时，打开微波发生器（9），产生的微波依次通过矩形波导（8）、波导转换器（7）和同轴波导（5），最后到达微波天线（4），并由微波天线（4）向钻孔（2）内辐射；在微波辐射的作用下，微波辐射能有效促进瓦斯解吸，产生的热应力更是能够损伤煤体，产生微裂纹，同时，高压热风会沿着煤层裂隙快速流动，吹走裂隙中煤屑，扩大煤层裂隙；在微波的辅助下，高压热风的温度进一步升高，更加利于疏通孔隙，促进瓦斯解吸，煤质变得松散易碎，能够达到良好的煤层增透效果；
h、当瓦斯充分解吸后，将高压胶管（11）连接瓦斯抽采管网进行瓦斯抽采。
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