[发明专利]煤矿井下脉冲水力割缝‑压裂一体化增透抽采装置及方法

权利要求书

1.一种煤矿井下脉冲水力割缝-压裂一体化增透抽采装置实现瓦斯抽采的方法，其特征在于：

所述煤矿井下脉冲水力割缝-压裂一体化增透抽采装置包括脉冲水压发生系统，所述脉冲水压发生系统通过水管与钻杆或注水管连接；

所述脉冲水压发生系统包括水箱，所述水箱的出水口通过水管依次与注水泵、保压容器、电磁阀连接，所述电磁阀的出水口通过水管与所述钻杆或注水管连接，所述注水泵、保压容器、电磁阀分别通过数据线与控制台连接；

所述保压容器的进水口水管上设有溢流阀，所述溢流阀的溢流口通过水管与所述水箱连接；

所述瓦斯抽采的方法包括步骤：

A、通过钻杆和多功能钻头在采掘工作面本煤层巷道中交替间隔布置脉冲水力割缝的压裂孔和控制孔，所述压裂孔与控制孔的间距d为9～11m；

B、将所述脉冲水压发生系统与所述钻杆连接，在所述压裂孔中进行非均匀的脉冲水力径向割缝，形成具有近似椭圆形状的径向导向缝槽，水平方向缝槽深度大于竖直方向缝槽深度；

C、撤掉所述钻杆和多功能钻头，将所述脉冲水压发生系统与所述注水管连接，将所述注水管伸入到所述压裂孔中，并将所述压裂孔和控制孔进行封孔，对已经完成脉冲水力径向割缝的压裂孔进行脉冲水力压裂；

D、完成脉冲水力压裂以后，撤出所述注水管，对所述压裂孔进行放水，然后将压裂孔和控制孔并入瓦斯抽放管网进行瓦斯抽放，并记录抽放数据；

所述步骤A中，首先以2d的间距在煤层顶、底板中间施工两个控制孔，然后在两个控制孔中间施工一个压裂孔。

2.根据权利要求1所述的煤矿井下脉冲水力割缝-压裂一体化增透抽采装置实现瓦斯抽采的方法，其特征在于，所述步骤B和C中，脉冲水压的产生过程包括：

通过控制台发出指令，指令通过数据线启动注水泵，注水泵将水箱中的水转化成高压水，高压水经过溢流阀向保压容器中注水，通过控制台实时监测保压容器内的水压变化，当保压容器内水压达到要求的注水压力后，通过控制台按照设定频率启动电磁阀，从而实现脉冲水压的产生。

3.根据权利要求2所述的煤矿井下脉冲水力割缝-压裂一体化增透抽采装置实现瓦斯抽采的方法，其特征在于，所述步骤B中，非均匀的脉冲水力径向割缝过程由压裂孔底部分段地逐渐向压裂孔外部进行，割缝过程无需进行封孔，分段距离为0.3～0.5m，割缝位置到达脉冲水力压裂封孔位置后停止，通过控制台关闭脉冲水压发生系统。

4.根据权利要求3所述的煤矿井下脉冲水力割缝-压裂一体化增透抽采装置实现瓦斯抽采的方法，其特征在于，所述步骤C中，对压裂孔进行脉冲水力压裂过程中，当控制孔有水流出时，表明脉冲水力压裂过程完成，此时通过控制台关闭脉冲水压发生系统。