[发明专利]液态二氧化碳炮加支撑剂爆破增透方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及增加煤层透气性技术，具体地说是一种适用于低透气性煤层的液态二氧化碳炮加支撑剂爆破增透方法及装置。

背景技术

根据《防治煤与瓦斯突出规定》和《瓦斯抽采达标暂行办法》，对于高瓦斯煤层与突出煤层，在开采前首先需要进行瓦斯抽采。但我国的大部分高瓦斯突出煤层的透气性很低，不利于瓦斯抽采，在煤层抽采前需要进行煤层增透，以提高煤层的透气性。目前的增透技术主要包括水力压裂、水力冲孔、深孔爆破和液态二氧化碳爆破等增透技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种能增加煤层透气性，提高煤层瓦斯抽采效率的液态二氧化碳炮加支撑剂爆破增透方法及装置。

实现本发明目的技术方案：

一种液态二氧化碳炮加支撑剂爆破增透装置，包括内部装有起爆装置和液态二氧化碳的储液管，储液管的后部设有与起爆装置相连的连接头，连接头上设有一端连接起爆装置、另一端连接起爆器的电导线，所述储液管的前部设有释放管，释放管内装有用塑料薄膜包裹的支撑剂，释放管的后部与储液管的前部螺纹连接，释放管的前部设有装入支撑剂的充装口和密封充装口的密封塞，所述的释放管管壁周圈上开有多个喷射孔。

所述的支撑剂为石英砂或黄砂。

使用上述装置的液态二氧化碳炮加支撑剂爆破增透方法，包括如下步骤：

a.用塑料薄膜将支撑剂包裹成细长条形状，从充装口处装入释放管内，用密封塞将充装口密封；

b.沿煤层施工30～40m钻孔，将连接头与钻杆联接，利用钻机将液态二氧化碳炮加支撑剂爆破增透装置推送的煤层钻孔中；

c.按下起爆器按钮，起爆装置通电剧烈燃烧产生大量的热能，使液态二氧化碳汽化产生高压气体，当高压气体压力超过储液管前部爆破片的强度，储液管前部爆破片破裂，高压气体瞬间进入释放管内，从释放管管壁上的喷射孔进到钻孔内，在钻孔内形成大量裂隙，同时，高压气体冲开包裹支撑剂的塑料薄膜，支撑剂随着高压气体从释放管管壁上的喷射孔中喷出，进入煤层裂隙中，支撑所形成的裂隙，延长裂隙存在的时间，此增强煤层的透气性，从而提高煤层瓦斯的抽采率。

所述装入释放管内的支撑剂的数量为2～4条。

有益效果：本发明采用液态二氧化碳爆破技术，在煤层中具有较大的预裂半径，可有效减少煤矿井下现有抽采系统中的钻孔数量，提高抽采效率。通过在钻孔内装入预先注入液态二氧化碳的爆破管，利用起爆后液态CO₂汽化产生的高压波，可以预裂煤层增透，提高煤层渗透性，增加瓦斯抽采效率。由于煤体对CO₂的吸附性远高于对瓦斯的吸附性，使得爆破后的CO₂能够滞留，且驱替出大量煤体吸附的瓦斯，因此提高了煤层的透气性，由支撑剂支撑爆破所形成的裂隙可延长裂隙存在的时间，从而大大提高了瓦斯抽采效果，缩短了瓦斯的预抽时间，并降低了煤矿瓦斯的抽采成本，进而提高了煤炭生产效率，增强了煤矿生产安全。其结构简单，操作方便，成本低，效果好，在本技术领域内具有广泛的实用性。

附图说明

图1是液态二氧化碳炮加支撑剂爆破增透装置结构示意图。

图2是液态二氧化碳炮加支撑剂爆破增透装置爆破后煤层示意图。

图中：1、起爆器，2、电导线，3、连接头，4、起爆装置，5、储液管，6、液态二氧化碳，7、释放管，8、支撑剂，9、充装口，10、密封塞。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的说明：

本发明的液态二氧化碳炮加支撑剂爆破增透装置，主要由起爆器1、连接头3、起爆装置4、储液管5和释放管7构成。储液管5内部装有起爆装置4和液态二氧化碳6，储液管5的后部设有与起爆装置4相连的连接头3，连接头3上设有一端连接起爆装置4、另一端连接起爆器1的电导线2，所述储液管5的前部设有释放管7，释放管7内装有用塑料薄膜包裹的支撑剂8，所述的支撑剂8为石英砂或黄砂。释放管7的后部与储液管5的前部螺纹连接，释放管7的前部设有装入支撑剂8的充装口9和密封充装口9的密封塞10，所述的释放管7管壁周圈上开有多个喷射孔。

本发明的液态二氧化碳炮加支撑剂爆破增透方法，利用液态二氧化碳炮加支撑剂爆破增透，起爆后液态CO₂汽化产生的高压气体在钻孔内形成大量裂隙，爆破过程中高压气体打破塑料薄膜，支撑剂随着高压气体进入煤层裂隙，支撑形成的裂隙，延长裂隙存在的时间，提高瓦斯抽采效果；具体步骤如下：