冷热空气循环致裂煤体抽采瓦斯的方法与流程

技术特征：
1.一种冷热空气循环致裂煤体抽采瓦斯的方法，其特征在于：包括以下步骤：s1：在煤矿井下回采工作面的运输顺槽内沿煤层的倾向方向施工三个瓦斯抽采钻孔，将pe瓦斯抽采管材分别放入三个瓦斯抽采钻孔内并进行密封；而后将带有固定楔块、活动楔块与紧固螺母的密封钢管自孔口放入瓦斯抽采钻孔内，并将聚氨酯浆液袋放入到密封钢管与瓦斯抽采钻孔内壁的环形空间内，送至靠近密封钢管与pe瓦斯抽采管材的接触处；s2：旋转紧固螺母，从而推动活动楔块向瓦斯抽采钻孔孔深方向移动，待活动楔块与固定楔块的斜面接触后，继续旋转紧固螺母，使得活动楔块的末端向瓦斯抽采钻孔内壁方向移动，进而使得活动楔块末端进入瓦斯抽采钻孔的煤体内，并破坏聚氨酯浆液袋，使得聚氨酯浆液流出，密封瓦斯抽采钻孔内壁与密封钢管的环形空间；安设孔口四通使其带有蝶阀iii的一端与密封钢管连接，带有蝶阀iv的一端与除水除渣装置连接，带有蝶阀i的一端与汇流管连接，带有蝶阀ii的一端与高温气体输送管或低温气体输送管连接；s3：打开蝶阀v和蝶阀ii，同时将两个带压快速接头分别与热端管、冷端管连接；将高压空压机进气端与井下的压风连接，而后开启高压空压机变频控制器使高压空压机对输入的压风进行加压，并通过高压空压机出气端进入出风管，并通过喷嘴进入涡流室内，高压空气进入到涡流室后，将分离成高温气体和低温气体，其中高温气体进入热端管，经由带压快速接头、高温气体输送管进入通过蝶阀ii连接有高温气体输送管的瓦斯抽采钻孔内；低温气体进入冷端管，经由带压快速接头、低温气体输送管进入通过蝶阀ii连接有低温气体输送管的瓦斯抽采钻孔内；待设置于高温气体输送管、低温气体输送管上的温度测量装置、气体压力测量装置的示数满足工程需求后，关闭高压空压机，并拆除两个带压快速接头；s4：待设置于高温气体输送管、低温气体输送管上的温度测量装置示数相等，且与回采工作面运输顺槽内温度相等时，打开蝶阀i，使瓦斯抽采钻孔与汇流管连接，最终接入瓦斯抽采管道对煤体瓦斯实施抽采；而后，继续施工三个瓦斯抽采钻孔，并重复步骤s1～s4；s5：若瓦斯抽采量发生明显衰减，且瓦斯浓度低于30％后，关闭蝶阀i，重复步骤s3，然后再待设置于高温气体输送管、低温气体输送管上的温度测量装置示数相等，且与回采工作面运输顺槽内温度相等时，重新打开蝶阀i，使钻孔与汇流管连接，最终接入瓦斯抽采管道对煤体瓦斯实施抽采，直接回采工作面推进前实现瓦斯抽采达标。2.根据权利要求1所述的冷热空气循环致裂煤体抽采瓦斯的方法，其特征在于：步骤s1中，将pe瓦斯抽采管材分别放入三个瓦斯抽采钻孔内后，采用聚氨酯浆液袋或者注浆方式对pe瓦斯抽采管材与瓦斯抽采钻孔内壁的环形空间进行密封，形成第一次聚氨酯密封段。3.根据权利要求1所述的冷热空气循环致裂煤体抽采瓦斯的方法，其特征在于：所述步骤s1中，将带有固定楔块、活动楔块与紧固螺母的密封钢管自孔口放入瓦斯抽采钻孔内，所述固定楔块与pe瓦斯抽采管材通过o型密封圈进行密封连接。4.根据权利要求1所述的冷热空气循环致裂煤体抽采瓦斯的方法，其特征在于：步骤s3中，所述带压快速接头包括带压快速接头进气端和带压快速接头出气端，所述带压快速接头进气端内通过进气端弹簧连接有进气端滚珠，所述进气端滚珠被进气端弹簧抵紧封闭带压快速接头进气端的出口；所述带压快速接头出气端内通过出气端弹簧连接有出气端滚珠，所述出气端滚珠被出气端弹簧抵紧封闭带压快速接头出气端的入口；所述带压快速接头进气端和带压快速接头出气端通过接头螺帽螺纹连接，所述进气端滚珠和出气端滚珠通过接通铜管连接。
5.根据权利要求1所述的冷热空气循环致裂煤体抽采瓦斯的方法，其特征在于：步骤s3中，所述高温气体输送管与中间的瓦斯抽采钻孔通过四通带有蝶阀ii的一端连接；连接冷端管的带压快速接头的出气端通过三通连接两个低温气体输送管，所述的两个低温气体输送管分别与两边的瓦斯抽采钻孔通过四通带有蝶阀ii的一端连接。6.根据权利要求1所述的冷热空气循环致裂煤体抽采瓦斯的方法，其特征在于：步骤s3中，所述低温气体输送管与中间的瓦斯抽采钻孔通过四通带有蝶阀ii的一端连接；连接热端管的带压快速接头的出气端通过三通连接两个高温气体输送管，所述的两个高温气体输送管分别与两边的瓦斯抽采钻孔通过四通带有蝶阀ii的一端连接。

技术总结
本发明涉及一种冷热空气循环致裂煤体抽采瓦斯的方法，属于煤矿安全领域，本发明通过将涡流管与空气加压装置相配合，使得高压空气进行冷、热分离，依据现场煤层的情况，往相邻的钻孔内注入分离后的高压冷、热空气，进而使得注入的空气与煤层间的温度形成极大的温差，从而使得煤体的抗压强度降低，力学性能变差，进而产生大量的裂隙，拓展或增加瓦斯气体在煤层内流动的路径，提高瓦斯的流动性。本发明解决了深部矿井的瓦斯灾害高效治理难题。了深部矿井的瓦斯灾害高效治理难题。了深部矿井的瓦斯灾害高效治理难题。


技术研发人员：程波 罗伙根 向衍斌 黎攀 王建伟
受保护的技术使用者：国能神东煤炭集团有限责任公司
技术研发日：2022.04.18
技术公布日：2022/7/29