[发明专利]一种电脉冲与煤层注水相协同的煤层增透方法

说明书

一种电脉冲与煤层注水相协同的煤层增透方法，适应于提高低透气、高瓦斯区域煤层的抽采率。首先，在煤层中施工负电极钻孔和正电极钻孔，然后将高压胶管送至钻孔中部，封闭钻孔后向煤层中注入一定压力的离子水，保持恒定水压20‑30天，通过排水系统将钻孔内的离子水排出。将正电极和负电极送至煤层中部，使正电极和负电极接触煤壁，然后通过防爆高压控制台和高压放电开关向煤层进行放电，击穿煤层。取出正电极和负电极，将负电极钻孔和正电极钻孔连入瓦斯抽采管路。本发明通过向煤层中注入离子水，增强了煤体的导电性，再利用高压电脉冲产生的能量直接作用于煤体，使煤体产生大量裂隙，能够有效的增加单孔瓦斯抽采率。

技术领域

本发明涉及一种煤层增透方法，尤其是一种适用于提高低透气、高瓦斯区域煤层抽采率的电脉冲与煤层注水相协同的煤层增透方法。

背景技术

近年来，随着我国煤矿进入深部开采阶段，煤层透气性低、瓦斯含量高的问题尤为突出，而解决这一问题的关键就在于提高煤层的透气性。目前，常用的增大煤层透气性的方法有：开采解放层、水力压裂、深孔爆破等，但是这些技术本身也存在着很大的缺陷：开采解放层会有很多的夹矸且不适应于单一煤层开采；水力压裂的方向难以控制而且会浪费大量的水资源，且裂纹扩展范围较小；深孔爆破技术在松软煤层很难将炸药输送到预设地点。基于现有煤层增透技术的缺陷，开发一种更加简单有效的煤层增透方法以解决低透气性煤层瓦斯抽采困难的问题尤为重要。

发明内容

技术问题：本发明的目的是克服已有技术中的问题，提供一种电脉冲与煤层注水相协同的煤层增透方法，通过煤层注水与脉冲放电技术相结合起来，在向煤层中注入离子水增强煤体导电性的基础上，利用高压电脉冲产生巨大的能量，直接作用于煤层上，在正负电极之间产生放电通道，巨大的能量瞬间通过放电通道，形成强大的应力波使煤体破裂并疏通被堵塞的通道，从而为瓦斯抽采提供了良好的运移通道，能够有效的增加瓦斯的抽采效率。

技术方案：本发明的电脉冲与煤层注水相协同的煤层增透方法，包括如下步骤：

a、在煤层中施工负电极钻孔和正电极钻孔，直至穿过煤层顶板0.5m；

b、在施工完成后的负电极钻孔和正电极钻孔内分别送入长高压胶管和短高压胶管，直至送入到煤层的中部，用封孔器分别对负电极钻孔和正电极钻孔进行封孔，将外露在孔口的长高压胶管端连接进排水系统，用塞子封住外露在孔口的短高压胶管；

c、打开进排水系统的注水控制阀，关闭排水控制阀，通过高压注水系统分别向负电极钻孔和正电极钻孔内注入离子水，当负电极钻孔和正电极钻孔内水压达到10MPa时，停止注水，维持20-30天；

d、关闭注水控制阀，打开排水控制阀，通过排水系统将负电极钻孔和正电极钻孔内的离子水排出；

e、打开负电极钻孔外露端高压胶管上的塞子，将与防爆高压控制台相连的负电极从短高压胶管内送至负电极钻孔中部，同时打开正电极钻孔外露短高压胶管上的塞子，将与防爆高压控制台相连的正电极从短高压胶管内送至正电极钻孔中部，使负电极和正电极紧挨着煤层；

f、打开高压放电开关，对煤层进行放电，巨大的电能直接作用在煤层上，从而产生大量的裂隙，增加煤层的透气性，对煤层重复放电50-100次后，关闭高压放电开关，取出负电极和正电极；

g、重复步骤c、d、e、f多次后，将负电极钻孔和正电极钻孔连入瓦斯抽采管路进行瓦斯抽采。

所述高压注水系统注入离子水的导电率均大于2000μs/cm。

所述防爆高压控制台的输出电压为50-1000kV。

所述负电极钻孔和正电极钻孔之间的距离为5-10m。

所述高压注水系统的水压为0-50MPa。