[发明专利]瓦斯治理、抽采、利用一体化的深部煤炭资源开发方法

权利要求书

1.瓦斯治理、抽采、利用一体化的深部煤炭资源开发方法，其特征在于，包括步骤：

S1：根据开采深度与施工状况，布置两条岩巷与两条煤巷，采掘过程中使用底抽巷穿层钻孔、煤巷顺层平行钻孔方式对瓦斯进行预抽；

S2：在内错风巷平距20m位置布置高抽巷，使用抽采管路对采动裂隙环形圈内和裂隙带进行采空区瓦斯抽采；

S3：在回风抽采主干管路处设置电控阀，电控阀出口处连接传感器模组，与地面控制系统形成闭环反馈回路，通过传感器模组对主抽采巷道瓦斯参数进行监控，传感器测量信号导入地面控制系统进行模量变换，形成控制信号后对电控阀进行进一步控制；

S4：电控阀出口串联抽采泵组，该泵组通过接收控制信号而运行不同的工作模式，从而针对瓦斯抽采浓度变化而采取不同抽采参数；

S5：抽采泵组输出端连接瓦斯发电装置，瓦斯发电装置接收控制信号自动匹配发电参数，发电装置输出端连接配电装置对电力进行分配，当发电量较低时，仅供制冷器使用，当发电量较大时，将额外电力输配至电网侧并网使用；

S6：配电装置后端连接制冷器，制冷器入口依次连接进气电控阀与进气管道，电控阀接收控制信号用以调节参数，制冷器将空气冷却后输入巷道。

2.根据权利要求1所述的瓦斯治理、抽采、利用一体化的深部煤炭资源开发方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：

对不同位置关系巷道的稳定性、钻孔施工情况及防突与抽采效果进行研究分析，选取合适底抽巷位置并进行底抽巷开挖，于工作面机巷抽放巷开口1m处开始进行穿层钻孔预抽，穿层钻孔孔间距4.8m，每组11个孔，瓦斯异常带取钻孔组间距2.4m，每隔9.6m进行穿层钻孔水力造穴，定期检测残余瓦斯浓度，残余瓦斯浓度根据所测残余瓦斯压力计算。

3.根据权利要求1所述的瓦斯治理、抽采、利用一体化的深部煤炭资源开发方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：

根据相似材料模拟实验分析得到的煤层采动裂隙分布特征，确定高抽巷的层位布置，将高位巷布置采空区上覆岩层冒落带顶部和裂隙带中下部；高抽巷与风巷平距中对中20米、距离煤层顶板垂距18～22米布置，根据管内经济流速及混合抽放流量确定抽采管路内径，并利用地面泵站抽采，采用高抽巷密闭抽采采空区瓦斯的措施，定期检测上隅角瓦斯浓度。

4.根据权利要求1所述的瓦斯治理、抽采、利用一体化的深部煤炭资源开发方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：

在回风抽采主干管路处设置防爆电控阀，电控阀出口处连接传感器模组，与地面控制系统形成闭环反馈回路，通过传感器模组对主抽采巷道瓦斯参数进行监控，传感器测量信号导入地面控制系统进行模量变换，形成控制信号后对电控阀进行进一步控制。

5.根据权利要求1所述的瓦斯治理、抽采、利用一体化的深部煤炭资源开发方法，其特征在于，所述步骤S4具体为：

在电控阀出口处串联抽采泵组，该泵组通过接收控制信号而运行不同的工作模式。当瓦斯浓度低，涌出量大时，采用大流量、低负压参数模式抽放；对于瓦斯浓度高、储量大、瓦斯运移慢的层位，采用大流量、高负压参数模式抽放。

6.根据权利要求1所述的瓦斯治理、抽采、利用一体化的深部煤炭资源开发方法，其特征在于，所述步骤S5具体为：

当发电量较大时，对电力频率进行调节以匹配电网频率，对谐波、电压偏差、电压不平衡、电压波动和闪变方面参数进行评估调整直至满足并网标准，最后将额外电力输配至电网侧并网。

7.根据权利要求1所述的瓦斯治理、抽采、利用一体化的深部煤炭资源开发方法，其特征在于，所述步骤S6具体为：

配电装置后端连接制冷器，制冷器入口依次连接进气电控阀与进气管道，电控阀接收控制信号用以调节参数，制冷器管道采取塑套钢预制成型输冷管结构，将空气冷却后输入巷道。