[发明专利]一种强冲击倾向煤层均匀注水防灾方法

权利要求书

1.一种强冲击倾向煤层均匀注水防灾方法，其特征在于，采用均匀注水防灾装置，该装置包括注水系统、远红外加热系统、压力监测系统和温度监测系统；

所述注水系统包括水泵、注水管路、第一水箱和第二水箱，水泵的出水端与注水管路的一端连接，在注水管路上连接有疏水聚酯颗粒添加装置，水泵的进水端与水输送主管线的一端连接，水输送主管线的另一端分别连接第一支线和第二支线，第一支线与第一水箱相连接，第二支线与第二水箱相连接，在第一支线上设置有第一阀门，在第二支线上设置有第二阀门；

所述远红外加热系统包括远红外加热发生端和支撑管，支撑管包括外花管和防水管，外花管的末端顶部及侧壁开设若干个通孔，防水管的末端封闭，防水管设置于外花管的内部，远红外加热发生端设置于防水管的内部；

所述压力监测系统包括压力传感器，温度监测系统包括温度传感器，水泵、压力传感器、温度传感器和远红外加热发生端均与集成控制单元相连；

该均匀注水防灾方法包括以下步骤：

(1)钻孔布置

在巷道沿煤层走向布置注水钻孔，将注水管路末端、压力传感器以及温度传感器伸入钻孔内部，同时，将支撑管末端及其内部远红外加热发生端一起伸入注水钻孔内，采用封孔材料进行封孔，远红外加热发生端、压力传感器和温度传感器分别通过数据传输线缆与集成控制单元相连；

(2)微裂隙封堵与均匀渗流

在第一水箱内加入复合疏水剂，在第二水箱内加入亲水剂，先开启第一阀门，关闭第二阀门，启动水泵，打开疏水聚酯颗粒添加装置，通过注水管路向注水钻孔内注入压力水，疏水聚酯颗粒随压力水进入煤层中封堵微裂隙，对煤层中开度在0.01μm至1μm范围的微裂隙进行封堵处理；由于微裂隙被封堵，水更容易沿较大煤层裂隙向钻孔周边较远区域流动；同时，水中的复合疏水剂与煤壁表面形成抗水结构，增强煤的疏水性；

当疏水聚酯颗粒对煤层的封堵饱和，且区域内煤层开度较大的裂隙内充满水后，进入一次憋压阶段，注水钻孔内压力持续上升，且上升速度稳定，判定为封堵完成；

(3)红外加热解堵

压力传感器监测到注水钻孔内压力变化并反馈至集成控制单元，集成控制单元识别压力数据变化特征，自动启动远红外加热发生端进行加热，疏水聚酯颗粒受热水解，该阶段钻孔内部压力呈现波动上升状态；当所有疏水聚酯颗粒水解完毕，钻孔内部压力回归至线性上升形态，此时判定为解堵完成；

(4)均匀润湿

控制第一阀门关闭，第二阀门开启，第二水箱中的亲水剂随压力水进入煤层，亲水剂会导致步骤(2)中煤壁表面形成的抗水结构失效，并且可增强煤体润湿过程；

(5)注水完成

当煤层完全润湿后，钻孔内压力上升速度加快，且呈现稳定持续上升状态，进入二次憋压阶段，集成控制单元识别压力传感器监测到的压力数据变化特征，自动关闭水泵，结束注水进程。

2.根据权利要求1所述的一种强冲击倾向煤层均匀注水防灾方法，其特征在于：所述压力传感器与压力检测站连接，温度传感器与温度检测站连接，压力检测站和温度检测站均与集成控制单元连接；所述集成控制单元包括数据采集系统和计算机，数据采集系统和计算机相连接。

3.根据权利要求1所述的一种强冲击倾向煤层均匀注水防灾方法，其特征在于：所述集成控制单元还分别与第一阀门和第二阀门相连接。

4.根据权利要求1所述的一种强冲击倾向煤层均匀注水防灾方法，其特征在于，所述复合疏水剂是采用30％wt的阳离子十二烷基胺盐酸盐、20％wt的2-乙基己醇、10％wt的无水乙醇以及余量的水配制而成。