[发明专利]单元循环式压抽一体化瓦斯抽采系统及方法

权利要求书

1.单元循环式压抽一体化瓦斯抽采系统，其特征在于，包括：气体增压装置、高压储气调控装置、压抽汇流管和分布于煤层的若干个压抽单元；

每个压抽单元包括：第一压抽子单元和第二压抽子单元，所述第一压抽子单元的钻孔和所述第二压抽子单元的钻孔交替布置；每个压抽单元对应配置两个压抽汇流管，其中一个压抽汇流管与其对应的压抽单元的所有第一压抽子单元的钻孔连接，另一个压抽汇流管与其对应的压抽单元的所有第二压抽子单元的钻孔连接；所述压抽汇流管分别与抽采主管路、高压储气调控装置相连；所述高压储气调控装置与气体增压装置相连；所述气体增压装置与井下压风管路相连。

2.根据权利要求1所述的单元循环式压抽一体化瓦斯抽采系统，其特征在于，所述压抽汇流管包括：汇流管主体、抽采系统连接口、压注系统连接口和多个抽采钻孔连接口；所述汇流管主体设置有一个抽采系统连接口，所述抽采系统连接口连接有高压球阀和多功能参数仪，所述多功能参数仪通过高压胶管与抽采主管路相连；所述汇流管主体设置有一个压注系统连接口，所述压注系统连接口连接有高压球阀；所述多个抽采钻孔连接口分别对应连接于所述第一压抽子单元的钻孔和所述第二压抽子单元的钻孔。

3.根据权利要求1所述的单元循环式压抽一体化瓦斯抽采系统，其特征在于，所述高压储气调控装置包括：高压储气罐、泄压阀、减压阀与流量计，所述高压储气罐的入口通过高压胶管与气体增压装置相连，所述高压储气罐的出口与减压阀相连，所述减压阀与流量计相连，所述流量计通过高压胶管与压抽汇流管的压注系统连接口相连；所述高压储气罐的泄压口设置有泄压阀。

4.一种单元循环式压抽一体化瓦斯抽采的方法，其特征在于，采用如权利要求1至3中任一项所述的单元循环式压抽一体化瓦斯抽采系统，包括如下步骤：

S1、将煤层划分为N个压抽单元，每个压抽单元包括：第一压抽子单元和第二压抽子单元，所述第一压抽子单元的钻孔和所述第二压抽子单元的钻孔交替布置；

S2、根据煤层原始瓦斯含量、抽采达标瓦斯含量以及煤层条件参数计算每个抽采单元的达标抽采量Q_N达标；

S3、将单元循环式压抽一体化瓦斯抽采系统相连，开启气体增压装置，将高压储气罐压力上升至15MPa；

S4、调节压抽汇流管，对第1个压抽单元的第一压抽子单元的钻孔进行压注空气，压注流量为q_max/1.2，对所有压抽单元的第二压抽子单元的钻孔进行抽采，当第1个压抽单元的第二压抽子单元的抽采浓度α下降至压抽前的20％时，停止抽采与压注，之后执行步骤S5；

S5、计算第2个压抽单元的抽采达标情况，包括：

若第2个压抽单元的抽采量Q₂＜Q_2达标，则调节压抽汇流管，对第2个压抽单元的第一压抽子单元的钻孔进行压注空气，压注流量为q_max/1.2，对所有压抽单元的第二压抽子单元的钻孔进行抽采；当第2个压抽单元的第二压抽子单元的抽采浓度α下降至压抽前的20％时，停止抽采与压注，之后执行步骤S6；

若第2个压抽单元的抽采量Q₂＞Q_2达标，则第2个压抽单元的抽采达标，停止抽采与压注，之后执行步骤S6；

S6、按顺序计算下一个压抽单元抽采达标情况，包括：

若该压抽单元抽的抽采量未达标，则调节压抽汇流管，对该压抽单元的第一压抽子单元的钻孔进行压注空气，压注流量为q_max/1.2，对所有压抽单元的第二压抽子单元的钻孔进行抽采；当该压抽单元的第二压抽子单元的抽采浓度α下降至压抽前的20％时，停止抽采与压注；

若该压抽单元抽的抽采量达标，则停止抽采与压注；

按顺序直至完成对未达标的压抽单元的第一压抽子单元的压注，之后执行步骤S7；

S7、计算第1个压抽单元的抽采达标情况，包括：

若Q₁＜Q_1达标，调节压抽汇流管，对第1个压抽单元的第二压抽子单元的钻孔进行压注空气，压注流量为q_max/1.2，对所有压抽单元的第一压抽子单元的钻孔进行抽采，当第1个压抽单元的第一压抽子单元的抽采浓度下降至本循环压抽前的20％时，停止抽采与压注，之后执行步骤S8；

S8、按顺序计算下一个压抽单元抽采达标情况，包括：

若该压抽单元抽的抽采量未达标，则调节压抽汇流管，对该压抽单元的第二压抽子单元的钻孔进行压注空气，压注流量为q_max/1.2，对所有压抽单元的第一压抽子单元的钻孔进行抽采；当该压抽单元的第一压抽子单元的抽采浓度α下降至压抽前的20％时，停止抽采与压注；

若该压抽单元抽的抽采量达标，则停止抽采与压注；

按顺序直至完成对未达标的压抽单元的第二压抽子单元的压注，之后执行步骤S9；

S9、计算第1个压抽单元的抽采达标情况，包括：

若Q₁＜Q_1达标，之后执行步骤S4；

若Q₁＞Q_1达标，之后执行步骤S5；

S10、重复步骤S4至S9,直至所有的压抽单元均抽采达标。