[发明专利]一种热冷交替破煤增透瓦斯强化抽采系统与方法

摘要

本发明涉及一种热冷交替破煤增透瓦斯强化抽采系统，包括瓦斯抽采钻孔、冲击处理钻孔、承载架、行走机构、液氮储存钢瓶、氮气储存钢瓶、高压热风机、液氮增压泵、温度传感器、压力传感器、瓦斯流量计、冲压管、泄压管、瓦斯抽采管、瓦斯抽采泵及控制电路，瓦斯抽采钻孔、冲击处理钻孔均嵌于煤层壁内，液氮储存钢瓶、氮气储存钢瓶、高压热风机、液氮增压泵、瓦斯抽采泵及控制电路均通过滑轨安装在承载架上表面并与承载架滑动连接；其实施方式包括开设钻孔，预制钻孔及循环冲击增透抽采作业等三步。本发明一方面有效提高了压裂增透作业的效果和效率，另一方面在进行增透作业的同时可进行瓦斯抽采作业。

主权项

一种热冷交替破煤增透瓦斯强化抽采系统，其特征在于：所述的热冷交替破煤增透瓦斯强化抽采系统包括瓦斯抽采钻孔、冲击处理钻孔、承载架、行走机构、液氮储存钢瓶、氮气储存钢瓶、高压热风机、液氮增压泵、温度传感器、压力传感器、瓦斯流量计、冲压管、泄压管、瓦斯抽采管、瓦斯抽采泵及控制电路，所述的瓦斯抽采钻孔、冲击处理钻孔均嵌于煤层壁内，瓦斯抽采钻孔、冲击处理钻孔与煤壁垂直即呈90°夹角，所述的瓦斯抽采钻孔、冲击处理钻孔轴线间呈0°夹角，所述的瓦斯抽采钻孔和冲击处理钻孔的孔径为60mm—100mm，深度为50m—80m，瓦斯抽采钻孔与瓦斯抽采钻孔之间及瓦斯抽采钻孔与冲击处理钻孔之间的间距为2—5m，其中所述的瓦斯抽采钻孔、冲击处理钻孔中，三条瓦斯抽采钻孔和一条冲击处理钻孔构成一个抽采作业组，且所述的抽采作业组均布在煤层壁上，所述的抽采作业组中的三条瓦斯抽采钻孔间呈三角形结构分布，所述的冲击处理钻孔位于三条瓦斯抽采钻孔构成的三角形结构中，且所述的冲击处理钻孔轴线到三条瓦斯抽采钻孔轴线间距离相同，所述的冲压管、泄压管、瓦斯抽采管均若干条，其中所述的瓦斯抽采管嵌于瓦斯抽采钻孔内，并与瓦斯抽采钻孔同轴分布，所述的冲压管、泄压管中，一条冲压管和一条泄压管构成一个冲击组，所述的冲击组嵌于冲击处理钻孔内，且每个冲击处理钻孔内均设一个冲击组，所述的冲击组与冲击处理钻孔同轴分布，所述的瓦斯抽采管和冲击组分别通过压力自适应囊袋与瓦斯抽采钻孔、冲击处理钻孔前端端口连接，并由压力自适应囊袋对钻孔进行密封，所述的温度传感器、压力传感器分别均布在各冲击组的冲压管、泄压管的外表面上，所述的瓦斯流量计安装在各瓦斯抽采管外表面上，所述的冲压管通过导气管分别与液氮增压泵和高压热风机相互连通，其中所述的液氮增压泵与液氮储存钢瓶相互连通，所述的高压热风机与氮气储存钢瓶相互连通，所述泄压管一端嵌于冲击处理钻孔内，另一端位于冲击处理钻孔外，且位于冲击处理钻孔外部的泄压管上设泄压阀，所述瓦斯抽采管与瓦斯抽采泵相互连通，所述的液氮储存钢瓶、氮气储存钢瓶、高压热风机、液氮增压泵、瓦斯抽采泵及控制电路均通过滑轨安装在承载架上表面并与承载架滑动连接，所述的承载架下表面与行走机构相互连接，所述的高压热风机、液氮增压泵与导气管、液氮储存钢瓶、氮气储存钢瓶连接位置处均设控制阀，所述的控制电路分别与行走机构、高压热风机、液氮增压泵、温度传感器、压力传感器、瓦斯流量计和瓦斯抽采泵电气连接。