[发明专利]一种微波与超声波相协同的煤层气强化开采方法

摘要

一种微波与超声波相协同的煤层气强化开采方法，尤其适用于松软高瓦斯煤层。将微波天线和超声波换能器送入地面井，并分别与微波发生器和超声波发生器连接，打开微波发生器和超声波发生器，通过弹性波扰动煤体，同时，微波加热促进煤层气解吸并在煤层内催生出孔裂隙，煤层气在微波和超声波的协同作用下向地面井运移，最后抽采煤层气。本发明对改进煤层气的抽采，提高煤矿开采的安全性具有重要的意义。

主权项

1.一种微波与超声波相协同的煤层气强化开采方法，包括在煤层（1）中施工一个地面井（2），其特征在于，还包括以下步骤：a、在施工完成后的地面井（2）内送入套管（3）和抽采管（4），套管（3）和抽采管（4）的前端到达煤层（1）中部；b、将微波天线（5）连接在同轴波导（6）前端，然后送入套管（3）内，直至微波天线（5）到达套管（3）的内端；c、将同轴波导（6）的外露端连接到波导转换器（7）上，波导转换器（7）上依次连接有矩形波导（8）和微波发生器（9）；d、在套管（3）的内部放入温度传感器（10），并将温度传感器（10）与微波发生器（9）相连接；e、在套管（3）的内部放入超声波换能器（11），并将超声波换能器（11）与超声波发生器（12）相连接；f、打开微波发生器（9），所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（6），最后到达微波天线（5），并由微波天线（5）向地面井（2）进行辐射；所述的微波发生器（9）的工作频率为2.45GHz，功率为2KW；g、打开超声波发生器（12），所产生的超声波通过超声波换能器（11）向地面井（2）进行辐射；所述的超声波发生器（12）输出可控振动频率为70~200Hz，最大功率为1.2KW；h、将抽采管（4）与抽采泵（13）连接，进行瓦斯抽采；声波发生器产生的周期性动力效应有利于瓦斯的解吸和运移，在传播过程中有部分能量转化为热能以及声波振动器的散热效应，一方面使游离瓦斯具有膨胀趋势，另一方面使煤体中的吸附态瓦斯解吸，从而增加了煤体内部的瓦斯压力，促进了瓦斯向煤体外的空间运移。