[发明专利]一种用于矿井下的煤层震裂系统及方法

权利要求书

1.一种用于矿井下的煤层震裂系统，其特征在于：包括设于矿井中的二氧化碳震裂装置、抽放瓦斯装置、二氧化碳震裂检测装置，所述的二氧化碳震裂检测装置、二氧化碳震裂装置、抽放瓦斯装置均与一个控制装置相连；所述的二氧化碳震裂装置包括依次组装在一起的释放部件，破裂部件和起爆部件；所述的释放部件的一端开口且向内形成释放空间，释放部件的圆周壁上有一端与释放空间连通另一端与外界连通的径向释放孔；所述的释放部件的开口端与起爆部件相配合处设有一个破裂部件；所述的起爆部件上设有与液压源相连的引爆液压接口；所述的破裂部件包括破裂片，在所述的破裂片的至少一侧设有提供剪切力的刀具。

2. 如权利要求1所述的用于矿井下的煤层震裂系统，其特征在于：所述的二氧化碳震裂装置、抽放瓦斯装置、二氧化碳震裂检测装置各自设于煤层的钻孔中。

3.如权利要求1所述的用于矿井下的煤层震裂系统，其特征在于：所述的起爆部件内设有将其空间分割成受压空间和施压空间的隔离部件，且所述的起爆部件上设有与施压空间相通的引爆液压接口。

4. 如权利要求1所述的用于矿井下的煤层震裂系统，其特征在于：所述的隔离部件上设有与其为一体的且与受压空间相通的二氧化碳灌注接口；且隔离部件的轴向方向开有与灌注螺塞相互相配合的孔。

5. 如权利要求5所述的用于矿井下的煤层震裂系统，其特征在于：所述的起爆部件包括端部与释放部件相配合的起爆管，起爆管的尾部与起爆尾密封配合，在起爆管和起爆尾形成的腔体内设有隔离部件。

6. 如权利要求5所述的用于矿井下的煤层震裂系统，其特征在于：所述的隔离部件为隔离活塞体，所述的隔离活塞体包括相互为一体的大直径柱体和小直径柱体，有大直径柱体的一端，其内部设有端部开口的直孔，有小直径柱体一端的内部设有与灌注螺塞相配合的螺纹孔，所述的直孔和螺纹孔贯通；灌注接口位于小直径柱体一端的侧壁上，一端与螺纹孔连通，另一端与外界连通。

7. 如权利要求1所述的用于矿井下的煤层震裂系统，其特征在于：所述的抽放瓦斯装置为设于钻孔端部的瓦斯抽放管道和与瓦斯抽放管道相连的瓦斯抽放泵。

8. 如权利要求1所述的用于矿井下的煤层震裂系统，其特征在于：所述的二氧化碳震裂检测装置为光纤光栅震动传感器、或压电式传感器。

9. 如权利要求1所述的用于矿井下的煤层震裂系统的实施方法，其特征在于，如下：

步骤1. 在煤层中钻3个孔；

步骤2. 将引爆液压接口与液压源的管路接通，然后将二氧化碳震裂装置送入第一个钻孔中；

步骤3.在第二个孔的端连接瓦斯抽放泵；

步骤4.在第三个孔中放置震动检测装置；

步骤5.将液压源的开启装置、瓦斯抽放泵、震动检测装置与一个控制器相连。

10. 如权利要求9所述的用于矿井下的煤层震裂系统的实施方法，其特征在于，如下：

工作时，通过控制器启动液压源，液压源的工作介质通过管路和引爆液压接口源源不断地进入引爆空间，引爆空间内的工作介质压强增大，推动隔离部件向爆炸空间一侧移动，引起爆炸空间内的液态二氧化碳压强增大，分布在破裂部件的活塞刀端部的轴向推力增大，对破裂片的剪切力增大，且在另一侧设有环形刀，产生与破裂片的剪切力方向相同的剪切力；当两者的剪切力之和产生的强度大于破裂片的剪切强度时，破裂片被剪破，液态二氧化碳进入释放部件的释放空间，并发生相变形成气态二氧化碳通过径向释放孔向外界释放，产生爆炸；震动检测装置用于检测二氧化碳震裂装置是否震裂，如果没有震裂，则从新开启液压源；如果发生震裂，则开启瓦斯抽放泵。