[发明专利]一种老空区抽采煤层气的系统及方法

权利要求书

1.一种老空区抽采煤层气的系统，其特征在于：包括抽采钻井(1)、抽采管(5)、注浆管(4)、阀门Ⅰ(8)、阀门Ⅱ(13)、阀门Ⅲ(7)、增压泵(11)、N₂储气罐(12)、集气罐(9)、压力表(10)、三通管(17)、注浆站(15)，所述抽采钻井(1)通往煤柱(3)底部，抽采管(5)通过抽采钻井(1)送至煤柱(3)底部；抽采钻井(1)接近地面处由聚氨酯板(6)密封，地面上方抽采管(5)连接三通管(17)，三通管(17)一端依次设有地面抽采站(14)、阀门Ⅱ(13)，另一端依次设有N₂储气罐(12)、增压泵(11)、集气罐(9)、压力表(10)、阀门Ⅰ(8)，抽采管(5)底端设有挡板(18)，注浆管上依次设有注浆站(15)、阀门Ⅲ(7)；

采用该系统对老空区抽采煤层气的方法，包括以下步骤：

1）由地面向相邻采空区空洞(2)间的煤柱(3)处进行施工抽采钻井(1)，钻孔打至煤柱(3)底部，依次向抽采钻井(1)内送入注浆管(4)、抽采管(5)；

2）打开阀门Ⅲ(7)，开启注浆站(15)，直至水泥砂浆液面高于挡板(18)7~12米时，关闭阀门Ⅲ(7)；

3）待水泥砂浆充分凝固后，开启增压泵(11)，直至压力表(10)示数为50~60MPa时，打开阀门Ⅰ(8)；待压力表(10)示数骤降时，持续注气30~60min；

4）打开阀门Ⅱ(13)，由地面抽采站(14)经抽采管(5)对煤层气进行抽采，记录初始瓦斯流量，记为A；

5）待煤层气流量下降至初始瓦斯流量A的30%时，关闭阀门Ⅱ(13)，打开阀门Ⅰ(8)，由地面N₂储气罐(12)经过气体增压泵(11)向抽采管(5)注入N₂，持续3~5h，关闭阀门Ⅰ(8)，放置24~30h；

6）打开阀门Ⅱ(13)，继续由地面抽采站(14)经抽采管(5)对煤层气进行抽采；

7）当煤层气流量再次下降至初始瓦斯流量A的30%时重复步骤5)、6)，直至煤层气流量最终下降至初始瓦斯流量A的16%时，关闭阀门Ⅱ(13)停止煤层气抽采。

2.根据权利要求1所述的老空区抽采煤层气的系统，其特征在于：所述抽采管插入煤柱内的范围为筛管段，筛管段均匀设有孔。

3.根据权利要求1所述的老空区抽采煤层气的系统，其特征在于：所述抽采管底部的挡板处于煤柱与岩石的交界处，所述注浆管距挡板的距离为5~10米。

4.根据权利要求1所述的老空区抽采煤层气的系统，其特征在于：所述钻孔打至煤柱底部距底板0.5~1m。

5.根据权利要求1所述的老空区抽采煤层气的系统，其特征在于：所述步骤3）中抽采钻井的直径为250～350mm，抽采管和注浆管的直径为100～150mm。

6.根据权利要求1所述的老空区抽采煤层气的系统，其特征在于：所述步骤7）中注入的N₂的压强为0.5~2MPa，注入气体时间为12~24h。