[发明专利]一种湿热注水驱替和抽采煤层瓦斯的装置及方法

权利要求书

1.一种湿热注水驱替和抽采煤层瓦斯的装置,其特征在于：它包括高低压注水装置（1）、耐高压防爆加热装置（2）、瓦斯抽采装置（3），

所述高低压注水装置（1）包括蓄水箱（4）、通过高压水管（5）与蓄水箱（4）连接的高压水泵（8）、驱动高压水泵（8）的水泵电机（7），高压水泵（8）上设有卸压阀（22），

所述耐高压防爆加热装置（2）包括设置在防爆外壳（15）内互相分隔开的陶瓷石棉充填物（16）和控制线路板（17），加热模块（14）设置在所述陶瓷石棉充填物（16）内，所述加热模块（14）通过快速接头（19）与高压水泵（8）出水端连接，加热模块（14）的进水口处设有脉冲信号流量计（18），加热模块（14）上设有温度计，该脉冲信号流量计（18）和温度计与控制线路板（17）连接，控制线路板（17）通过主电源线（26）与电源连接，并通过控制电缆（23）控制加热模块（14）的档位，

瓦斯抽采装置（3）包括抽采主管（9）、连接在该抽采主管（9）上的至少二根抽采软管（10）和伸入瓦斯抽采钻孔（13）内的抽采支管（11），所述加热模块（14）的出水端和所述瓦斯抽采装置（3）的抽采软管（10）分别与该抽采支管（11）连接。

2.根据权利要求1所述的湿热注水驱替和抽采煤层瓦斯的装置，其特征在于：所述的高压水管（5）上设有物理流量计（6）。

3.根据权利要求1所述的湿热注水驱替和抽采煤层瓦斯的装置，其特征在于：所述的加热模块（14）包括设置在陶瓷石棉充填物（16）内的铸造模块金属壳（29）、设置在铸造模块金属壳（29）内的至少一个S型水管（30）、用于加热铸造模块金属壳（29）和水管（30）的加热丝（27）和氧化镁（28）。

4.根据权利要求1所述的湿热注水驱替和抽采煤层瓦斯的装置，其特征在于：所述的防爆外壳（15）与加热模块（14）的进水管、控制电缆（23）、主电源线（26）的连接处分别设有硅胶密封圈（20）和螺丝（21）密封。

5.一种湿热注水驱替和抽采煤层瓦斯的方法，其特征在于：采用如上述权利要求1、2、3、4所述的湿热注水驱替和抽采煤层瓦斯的装置，包括如下步骤：

a、在岩层（24）上施工至少3个钻孔或者利用已有的3个瓦斯抽采钻孔（13），穿过煤层（25），将其中1个瓦斯抽采钻孔（13）的抽采支管（11）与加热模块（14）的出水端连接来作为注水加热钻孔，将另外2个瓦斯抽采钻孔（13）的抽采支管（11）与抽采软管（10）连接，并封堵好各瓦斯抽采钻孔（13），准备瓦斯抽采；

b、蓄水箱（4）的水通过高压管路与高压水泵（8）相连，经过高压水泵（8）加压，卸压阀（22）可以手动调节注水压力，高压水通过高压管路进入到耐高压防爆加热装置（2）中，通过加热模块（14）进行加热，控制线路板（17）可以调节加热水温，若无水进入加热模块（17）时，可以实现自动停止加热；

c、经过加热模块（14）的高温水、过热水通过高压水管与抽采支管（11）相连进入注水加热钻孔内，高温水、过热水通过热传递使煤体温度升高，加快煤体内瓦斯（12）的解吸和运移，使处于吸附状态的瓦斯快速转化为游离瓦斯，由于注水钻孔内温度升高，压力相对较高，通过压力差使瓦斯（12）高压区域向低压区域运移，加之煤体对水的吸附能力大于对瓦斯的吸附能力，所以在注入水的过程中，水会进入瓦斯的吸附空间内，从而取代瓦斯的位置，达到驱替瓦斯的目的，进而可以提高抽采钻孔瓦斯的抽采量及降低抽采区域瓦斯含量，加快降低煤层瓦斯突出危险性。

6.根据权利要求5所述的湿热注水驱替和抽采煤层瓦斯的方法，其特征在于：在一次施工完毕后或者停止注入高温水、过热水时，移去高低压注水装置（1）和耐高压防爆加热装置（2），把注水加热钻孔用抽采软管（10）将抽采主管（9）和抽采支管（11）连接起来，对其它抽采钻孔进行加热时，重复以上步骤即可。