CN110374566A - 一种超声与高压蒸汽联合致裂煤层、解吸瓦斯的抽采方法 - Google Patents
一种超声与高压蒸汽联合致裂煤层、解吸瓦斯的抽采方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种超声与高压蒸汽联合致裂煤层、解吸瓦斯的抽采方法，包括以下步骤：步骤S1：穿过岩层对煤层方向布置抽采钻孔及用于注入蒸汽和发生超声波的注入钻孔，并依次对布置孔位进行施工钻孔、联合抽采管络安装、封孔；步骤S2：安装完成后，打开蒸汽阀门、高压蒸汽发生器、瓦斯阀门和浓度检测器，进行初步瓦斯抽采；步骤S3：打开防爆声波发生器，同时进行持续瓦斯抽采，直至浓度检测器和浓度监测表的显示数值符合预设值后。本发明采用超声波与高压蒸汽联合工艺，利用高压蒸汽提高煤层温度和湿度，增强了超声波在煤层的传导效率，提高了抽采效率和矿井安全系数；且整体装置可回收利用，大大降低了使用成本。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿瓦斯灾害防治及瓦斯开采利用技术领域，具体涉及一种超声与高压蒸汽联合致裂煤层、解吸瓦斯的抽采方法。
背景技术
瓦斯灾害是一直煤矿中亟待解决的重大问题之一，为降低煤矿瓦斯事故风险，对于高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井一般进行提前预抽。现有技术中的瓦斯抽采过程一般采用超声波致裂煤层的方式来提高抽采效率，但其超声波传递效率不佳，周期性抽采时间较长，且使用安全性差，设备成本较高。
发明内容
为解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种超声与高压蒸汽联合致裂煤层、解吸瓦斯的抽采方法，抽采程度大、安全性高、适用性强、抽采时间短；且本方法使用的装置可回收重复使用，设备成本低。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种超声与高压蒸汽联合致裂煤层、解吸瓦斯的抽采方法，包括以下步骤：
步骤S1：穿过岩层对煤层方向布置抽采钻孔及用于注入蒸汽和发生超声波的注入钻孔，并依次对布置孔位进行施工钻孔、联合抽采管络安装、封孔；
步骤S2：设备安装完成后，分别打开蒸汽阀门、高压蒸汽发生器、瓦斯阀门和浓度检测器，进行初步瓦斯抽采；
步骤S3： 然后打开防爆声波发生器，同时进行持续瓦斯抽采，直至浓度检测器和浓度监测表的显示数值符合预设值后，完成瓦斯抽采。
进一步地，在步骤S1中先采用聚氨酯对封孔段的钻孔进行预封堵，待聚氨酯凝固后，由注浆管高压注射水泥砂浆，完成封孔。
进一步地，在步骤S2和步骤S3中的抽采过程中，采用设于蒸汽总管上的压强表检测蒸汽的注入压力，采用设于瓦斯总管上的浓度检测表检测瓦斯的抽采浓度。
进一步地，在步骤S2和步骤S3中的瓦斯抽采过程中，瓦斯由抽采管经瓦斯总管进入瓦斯分离器，经过分离后的瓦斯由瓦斯收集管出，其他杂质由回收管出。
进一步地，步骤S3完成后，对抽采钻孔和注入钻孔分别进行二次打孔，将防爆声波发生器、浓度检测器和无线温度传感器回收，待用。
进一步地，在每个所述注入钻孔内设置多个所述防爆声波发生器，多个所述防爆声波发生器通过铝塑管连接；且多个所述防爆声波发生器的防爆线路设于所述铝塑管内，并用膨胀材料密封。
进一步地，所述浓度检测器为无线装置，所述无线温度传感器和所述浓度检测器由实心塑胶管连接。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果为：本发明的一种超声与高压蒸汽联合致裂煤层、解吸瓦斯的抽采方法，采用超声波与高压蒸汽联合工艺，利用高压蒸汽提高煤层温度和湿度，同时增强了超声波在煤层的传导效率，改善了瓦斯抽采效果，提高了抽采效率和矿井安全系数；利用瓦斯分离器分离瓦斯与杂质，避免了环境污染；且整体装置可回收利用，大大降低了使用成本。
附图说明
图1为本发明实施例的方法示意图。
图中：1--岩层、2--煤层、3--封孔段、4--浓度检测器、5--防爆声波发生器、6--高压喷头、7--注浆孔、8--抽采管、9--抽采总管、10—注入总管、11--防爆线路、12--实心塑胶棒、13--快速接头、14--蒸汽阀门、15--瓦斯阀门、16--高压蒸汽发生器、17--瓦斯分离器、18--浓度监测表、19--压强表、20--无线温度传感器、21--蒸汽注入管。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
如图1所示，一种超声与高压蒸汽联合致裂煤层、解吸瓦斯的抽采方法，包括以下步骤：
步骤S1：穿过岩层1对煤层2方向布置抽采钻孔及用于注入蒸汽和发生超声波的注入钻孔；
依次对布置的抽采钻孔和注入钻孔进行施工钻孔，并清理钻孔内部残渣，防止堵塞抽采管8，保证瓦斯的抽采顺利进行；
先在抽采钻孔内布置用于检测抽采钻孔内瓦斯浓度的浓度检测器4和无线温度传感器20，无线温度传感器20用于反馈煤层2大致温度，分析煤层2对瓦斯的吸附能力，从而控制高压蒸汽的具体压力；然后将抽采管8安装在抽采钻孔内；
在注入钻孔内布置防爆声波发生器5后，将蒸汽注入管21安装在注入钻孔内，蒸汽注入管21位于注入钻孔的部分预先布置有高压喷头6；
采用抽采总管9将抽采管8与瓦斯分离器17连接，采用注入总管10将蒸汽注入管21与高压蒸汽发生器16连接；其中，抽采总管9上预先布置控制抽采总管开关的瓦斯阀门15和用于检测瓦斯抽采浓度的浓度检测表18，注入总管10上预先布置控制高压蒸汽开关的蒸汽阀门14和用于检测注入压力的压强表19；
随后先采用聚氨酯对封孔段3的钻孔进行预封堵，待聚氨酯凝固后，由注浆管7高压注射水泥砂浆，完成封孔以及整个设备的安装；
步骤S2：设备安装完成后，分别打开蒸汽阀门14、高压蒸汽发生器16、瓦斯阀门15和浓度检测器4，进行初步瓦斯抽采；
抽采过程中，压强表19检测蒸汽的注入压力，浓度检测表18检测瓦斯的抽采浓度；瓦斯由抽采管8经抽采总管9进入瓦斯分离器17，经过分离后的瓦斯由瓦斯收集管出，其他杂质由回收管出，
步骤S3： 然后打开防爆声波发生器5，同时进行持续瓦斯抽采，直至浓度检测器4和浓度检测表18的显示数值符合预设值后，完成瓦斯抽采；
先打开高压蒸汽发生器16向煤层2注射高压蒸汽，当煤层2的湿度达到预定程度后，再打开防爆声波发生器5，大大加强了超声波的传导效率，更好的提高瓦斯渗透率，从而提高瓦斯的抽采效率；且在高压蒸汽发生器16与防爆声波发生器5完全开启时，同时进行瓦斯抽采工作，大大减少了工作时间，提高了工作效率；
瓦斯抽采完成后，对抽采钻孔和注入钻孔分别进行二次打孔，将防爆声波发生器5、浓度检测器4和无线温度传感器20回收再使用，大大降低了使用成本。
优选地，在每个注入钻孔内设置多个防爆声波发生器5，以提高抽采效率，多个防爆声波发生器5通过铝塑管连接，方便安装和回收；且多个防爆声波发生器5的防爆线路11设于铝塑管内，并用膨胀材料密封，防止蒸汽侵蚀防爆线路11，影响抽采效果。
可选地，浓度检测器4为无线装置以便安装，节省安装时间；无线温度传感器20和浓度检测器4由实心塑胶管12连接，以便精准安装以及快速回收，提高工作效率。
本发明的一种超声与高压蒸汽联合致裂煤层、解吸瓦斯的抽采方法，采用超声波与高压蒸汽联合工艺，利用高压蒸汽提高煤层温度和湿度，同时增强了超声波在煤层的传导效率，改善了瓦斯抽采效果，提高了抽采效率和矿井安全系数；利用瓦斯分离器分离瓦斯与杂质，避免了环境污染；且整体装置可回收利用，大大降低了使用成本。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种超声与高压蒸汽联合致裂煤层、解吸瓦斯的抽采方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：穿过岩层对煤层方向布置抽采钻孔及用于注入蒸汽和发生超声波的注入钻孔，并依次对布置孔位进行施工钻孔、联合抽采管络安装、封孔；
步骤S2：设备安装完成后，分别打开蒸汽阀门、高压蒸汽发生器、瓦斯阀门和浓度检测器，进行初步瓦斯抽采；
步骤S3：然后打开防爆声波发生器，同时进行持续瓦斯抽采，直至浓度检测器和浓度监测表的显示数值符合预设值后，完成瓦斯抽采。
2.根据权利要求1所述的超声与高压蒸汽联合致裂煤层、解吸瓦斯的抽采方法，其特征在于，在步骤S1中先采用聚氨酯对封孔段的钻孔进行预封堵，待聚氨酯凝固后，由注浆管高压注射水泥砂浆，完成封孔。
3.根据权利要求1所述的超声与高压蒸汽联合致裂煤层、解吸瓦斯的抽采方法，其特征在于，在步骤S2和步骤S3中的抽采过程中，采用设于蒸汽总管上的压强表检测蒸汽的注入压力，采用设于瓦斯总管上的浓度检测表检测瓦斯的抽采浓度。
4.根据权利要求1所述的超声与高压蒸汽联合致裂煤层、解吸瓦斯的抽采方法，其特征在于，在步骤S2和步骤S3中的瓦斯抽采过程中，瓦斯由抽采管经瓦斯总管进入瓦斯分离器，经过分离后的瓦斯由瓦斯收集管出，其他杂质由回收管出。
5.根据权利要求1所述的超声与高压蒸汽联合致裂煤层、解吸瓦斯的抽采方法，其特征在于，步骤S3完成后，对抽采钻孔和注入钻孔分别进行二次打孔，将防爆声波发生器、浓度检测器和无线温度传感器回收，待用。
6.根据权利要求1所述的超声与高压蒸汽联合致裂煤层、解吸瓦斯的抽采方法，其特征在于，在每个所述注入钻孔内设置多个所述防爆声波发生器，多个所述防爆声波发生器通过铝塑管连接；且多个所述防爆声波发生器的防爆线路设于所述铝塑管内，并用膨胀材料密封。
7.根据权利要求2所述的超声与高压蒸汽联合致裂煤层、解吸瓦斯的抽采方法，其特征在于，所述浓度检测器为无线装置，所述无线温度传感器和所述浓度检测器由实心塑胶管连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20191025 |