[发明专利]一种微波致裂与酸液脱矿相协同的煤层增透方法

说明书

一种微波致裂与酸液脱矿相协同的煤层增透方法，属于煤矿井下瓦斯抽采相关技术领域。该方法将微波天线连接在同轴波导的最内端并送入钻孔，在同轴波导的最外端依次连接波导转换器、矩形波导和微波发生器。利用微波热辐射在煤体内催生出裂隙网，然后，向钻孔内注入酸液对煤层进行酸化脱矿处理。微波致裂极大增加了酸液与煤体的接触面积，同时，微波热效应增强了煤层酸化脱矿效果。本发明将微波辐射与酸液脱矿相结合，增大了煤层透气性，从而大幅度提高了瓦斯抽采效果。

技术领域

本发明涉及一种煤层增透方法，尤其是一种适用于矿物质含量高的微波致裂与酸液脱矿相协同的煤层增透方法，属于煤矿井下瓦斯抽采技术领域。

背景技术

目前，高吸附、微孔隙、低渗透已经成为制约煤层瓦斯抽采的关键因素。我国煤层普遍渗透性差，随着煤矿开采深度的增加，煤体的裂隙和孔隙度也逐渐减小，造成瓦斯抽采效率低下，瓦斯灾害严重。因此，增大煤层孔隙、提高煤层透气性是提高瓦斯抽采效率与瓦斯灾害治理的根本途径。煤层中的矿物颗粒容易对孔裂隙产生封堵，从而降低煤体渗透率，目前，国内外学者提出采用酸液脱矿方法提高煤层渗透性，然而，由于煤体原生裂隙发育不良，酸液与煤体接触面积较小，煤层酸化增透效果有限。因此，亟需提出一种新方法，提高煤层酸化增透效果。

发明内容

技术问题：本发明的目的是克服已有技术中存在的不足之处，提供一种方法简单、能够大幅提高煤层增透效果的微波致裂与酸液脱矿相协同的煤层增透方法。

技术方案：本发明的微波致裂与酸液脱矿相协同的煤层增透方法，包括在煤层中施工一个钻孔，还包括以下步骤：

a、在施工完成后的钻孔内送入酸液管、微波护管和瓦斯抽采管，直至酸液管和瓦斯抽采管入孔的前端到达煤层顶板、微波护管入孔的前端到达煤层中部，酸液管、微波护管和瓦斯抽采管的外露端距孔口的距离为0.1m；

b、将微波天线连接在同轴波导前端，然后送入钻孔中的微波护管内，直至微波天线到达微波护管入孔的前端位置；

c、将同轴波导的外露端连接波导转换器，波导转换器依次连接矩形波导和微波发生器；

d、在酸液管外露端部连接胶管，胶管依次连接酸液泵和酸液箱；

e、在酸液管与钻孔壁面之间放置注浆管，对钻孔内酸液管、微波护管和瓦斯抽采管入口段间隔两侧分别用聚氨酯进行封堵，封堵段的孔内侧端面距微波护管内端的距离为1.8-2.2m，封堵段的孔外侧端面距孔口的距离为0.8-1.2m；

f、通过注浆管向入口段两侧聚氨酯之间注入水泥砂浆；

g、待水泥砂浆完全凝固后，打开微波发生器，产生的微波依次通过矩形波导、波导转换器和同轴波导，最后到达微波天线，并由微波天线向钻孔进行热辐射，使煤体内催生出裂隙；

h、打开酸液泵，将酸液箱中的酸液经过胶管和酸液管注满钻孔，使酸液进入微波已产生的裂隙中，从而对煤层进行酸化脱矿处理6-10小时；

i、通过瓦斯抽采管将钻孔内的残余酸液排出，然后，将瓦斯抽采管与井下瓦斯抽采管网连接，进行瓦斯抽采。

所述的微波护管为既能透射微波又能保护微波天线和同轴波导的聚四氟乙烯材质。

所述的的酸液为盐酸、草酸、或硫酸液体，浓度为10-15％。